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Aislante de electrodo de nitruro de boro para implantador de iones

¿Qué es el nitruro de boro?

La cerámica de nitruro de boro hexagonal (h-BN) tiene una microestructura similar a la del grafito. Se fabrica mediante prensado en caliente de polvos de nitruro de boro a temperaturas de hasta 2000 °C y alta presión. El tamaño máximo de la pieza bruta es de 500 × 500 × 200 mm y puede mecanizarse para obtener formas complejas.

¿Por qué se puede utilizar la cerámica de nitruro de boro en implantadores de iones?

La implantación de iones es un proceso clave en la fabricación de semiconductores, donde las obleas se dopan con átomos extraños para modificar propiedades del material como la conductividad y la estructura cristalina.

BN Insulator

El electrodo de extracción de alta corriente es el núcleo de un sistema de implantación de iones. Debe soportar temperaturas de hasta 1400 °C, campos electromagnéticos intensos, gases de proceso agresivos y elevadas fuerzas mecánicas.

Por lo tanto, los componentes fabricados con cerámica aislante de nitruro de boro ayudan a garantizar que este proceso se mantenga eficiente, preciso y libre de impurezas.

La combinación única de características térmicas, físicas y químicas excepcionales de la cerámica de nitruro de boro de INNOVACERA la hace ideal para abordar los desafíos críticos en aplicaciones de aislantes.

Aislante de electrodo de nitruro de boro para implantador de iones

Ventajas del material de nitruro de boro

No humectante

Alta resistividad eléctrica

Alta conductividad térmica

Excelente maquinabilidad

Buena inercia química

Resistencia a altas temperaturas

Alta resistencia a la ruptura dieléctrica

Excelente resistencia al choque térmico

Excelentes propiedades lubricantes (bajo coeficiente de fricción)

Grados de cerámica de nitruro de boro INNOVACERA

Conozca más sobre nuestros grados HB con aglutinante, con más del 90 % de BN, nuestro grado UHB de máxima pureza (>99,7 % BN) y nuestros grados compuestos BMS, BMA, BSC, BMZ, BAN y BSN.

Propiedades

Unidad

UHB

BMS

BMA

BSC

BMZ

BAN

BSN

Principal Composición

–

BN>99.7%

BN>99%

BN>97.5%

BN+SiO2

BN+Al2O3

BN+SiC

BN+ZrO2

BN+AlN

BN+Si3N4

Color

–

Blanco

Grafito blanco

Blanco Grafito

Verde grisáceo

Grafito blanco

Verde grisáceo

Gris negro

Densidad

g/cm3

1,6

2,0~2,1

2,2~2,3

2,25~2,35

2,4~2,5

2,8~2,9

2,2~2,3

Tres puntos Resistencia a la flexión

MPa

Compresión Resistencia

MPa

145

175

220

400~500

Térmica Conductividad

W/(m·k)

20~22

Coeficiente de expansión térmica (20~1000 °C)

10-6/K

1,5

1,8

1,6

2,8

3,5

2,8

Temperatura máxima de uso

En atmósfera

En gas inactivo

En alto vacío

(Larga Tiempo)

°C

900

2100

1800

900

2100

1800

900

2100

1900

900

1750

900

1 750

1750
900

1800

1800
900

1800

1800
900

1750

1750
900

1750

1700

Habitación Resistividad eléctrica por temperatura

Ω·cm

>1014

>1013

>1012

>1013

Aplicación típica

–

Sinterización de nitruros

Horno de alta temperatura

Polvo Metalurgia

Metalurgia de polvos

Fundición de metales

Metalurgia de polvos

Fundición de metales

Embalaje de componentes de nitruro de boro

Dada su fragilidad, el nitruro de boro suele sellarse al vacío en bolsas de plástico, se acolcha con espuma gruesa y se empaca en cajas de cartón para evitar daños durante el transporte. Se pueden proporcionar embalajes especiales a solicitud.st.

Contacto: INNOVACERA

INNOVACERA ofrece una amplia gama de materiales y soluciones de nitruro de boro. Si busca una solución aislante de nitruro de boro para su aplicación, contáctenos para obtener más información sobre nuestra gama completa de productos y cómo podemos ayudarle.

Aplicaciones de sustratos cerámicos de nitruro de aluminio para circuitos integrados y soportes de chips semiconductores

El nitruro de aluminio es un material artificial de origen artificial, con un sistema cristalino hexagonal de estructura fibrosa de zincita. Gracias a su enlace covalente, es un compuesto muy fuerte, ligero, de alta resistencia, alta resistencia al calor y a la corrosión. Se ha utilizado como crisol para la fundición de aluminio y también ofrece un excelente rendimiento en materiales cerámicos electrónicos.

La cerámica de nitruro de aluminio, con alta conductividad térmica, bajo coeficiente de expansión, alta resistencia, resistencia a altas temperaturas, resistencia a la corrosión química, alta resistividad y baja pérdida dieléctrica, es el sustrato ideal para la disipación de calor de circuitos integrados a gran escala y materiales de embalaje, siendo la principal materia prima para la fabricación de sustratos cerámicos de nitruro de aluminio de alta conductividad térmica.

Ventajas del Sustrato Cerámico de Nitruro de Aluminio:

1. Excelente conductividad térmica
2. Baja constante dieléctrica
3. Baja pérdida dieléctrica
4. Propiedades de aislamiento fiables
5. Excelentes propiedades mecánicas (no tóxico)
6. Resistencia a altas temperaturas y a la corrosión química.

Debido a estas características, con el rápido desarrollo de los dispositivos microelectrónicos, el sustrato de nitruro de aluminio de alta conductividad térmica se utiliza ampliamente en dispositivos de comunicación, LED de alta luminosidad y electrónica de potencia.

La conductividad térmica del monocristal de nitruro de aluminio es de aproximadamente 250 W. En teoría, a temperatura ambiente, puede alcanzar los 320 W. Por lo tanto, este material es ideal para la fabricación de sustratos con alta disipación térmica. El sustrato cerámico de nitruro de aluminio es un nuevo tipo que soluciona el problema de la alta densidad de disipación térmica y es ideal para circuitos integrados híbridos de alta integración y alta disipación térmica con sustrato cerámico y sustrato cerámico para montaje en chips semiconductores.

Las almohadillas de interfaz termoconductoras cerámicas Innovacera están diseñadas para proporcionar una vía de transferencia de calor preferencial entre componentes generadores de calor, disipadores de calor y otros dispositivos de refrigeración. Se utilizan para rellenar los huecos de aire causados por superficies imperfectamente planas o lisas que deberían estar en contacto térmico.

Las almohadillas están fabricadas con materiales cerámicos como cerámica de alúmina y nitruro de aluminio, que proporcionan una mejor conductividad térmica y un excelente aislamiento.

Aplicaciones de los sustratos cerámicos de nitruro de aluminio:
Dispositivos de potencia
Transistor MOSFET
Interfaz de disipador de calor
Chip de circuito integrado (CI)
Conducción de calor en empaques
Material de interfaz térmica (TIM) para placas LED
Transistor MOS
Conducción de calor de chip sobre película (COF)
Disipador de calor de transistor IGBT

Nuevo extremo caliente para impresora 3D: núcleo calefactor cerámico

¿Cuál es la diferencia entre el nuevo hot end y el hot end tradicional?

1. El nuevo hot end consta de la boquilla, el elemento calefactor, el extremo frío (otras partes del extrusor) e integra el calentador y el termistor. Este diseño soluciona eficazmente los problemas de los hot end tradicionales, que no pueden controlar la temperatura con precisión y tienen una baja eficiencia térmica.

2. Gracias a la posibilidad de reemplazar rápidamente la boquilla, si esta se obstruye o se atasca, simplemente reemplácela por una nueva. Cada cambio de boquilla reconecta el filamento, lo que permite reanudar la impresión en un tiempo mínimo. Además, como la boquilla y el cuello están integrados en una sola unidad, se elimina el riesgo de fugas de material.

3. El peso y el volumen se reducen, por lo que el cabezal de impresión ocupa menos espacio, mejorando así la precisión y la velocidad de impresión.

4. Utilice un nuevo calentador. El elemento calefactor es más pequeño y rápido que los bloques calefactores tradicionales, y cuenta con un coeficiente de temperatura positivo (PTC) que reduce la potencia a medida que aumenta la temperatura, evitando el sobrecalentamiento y las quemaduras, que pueden provocar incendios.

¿Qué es un núcleo calefactor cerámico? ¿Cuál es la diferencia con los tubos calefactores tradicionales?

Primero, presentemos el hot end tradicional.

Un hot end tradicional consiste en una boquilla atornillada a un bloque calefactor de aluminio que se calienta mediante un tubo calefactor cilíndrico de un solo cabezal. El módulo también alberga un termistor extraíble para medir la temperatura. Finalmente, una garganta independiente aísla térmicamente el hot end de la trayectoria de alimentación del hilo, evitando que se funda en su camino hacia el hot end. Este método de calentamiento es muy ineficiente y presenta numerosos problemas.

En primer lugar, el hot end tradicional es grande y pesado, lo que afecta la precisión y la velocidad de impresión. Si se trata de un sistema de extrusión directa, la frecuencia de vibración del motor también aumentará, lo que reducirá aún más la precisión y la velocidad.

En segundo lugar, existe un espacio de aire entre el bloque calefactor, el termistor y el tubo calefactor, lo que impide una transferencia de calor eficaz y un control preciso de la temperatura. Esto genera el problema de no poder imprimir a diferentes velocidades y volúmenes de extrusión sin poder ajustar rápidamente la temperatura de la boquilla para adaptarse a las variaciones en la velocidad de alimentación del filamento. Esto es algo que las impresoras de consumo aún no han resuelto.

¿Qué hay del núcleo calefactor cerámico?

En primer lugar, el uso del núcleo calefactor cerámico reduce el peso y el tamaño del hot end en comparación con los modelos tradicionales. En otras palabras, el núcleo calefactor cerámico reemplaza el tubo calefactor tradicional, lo que permite un diseño del hot end más ligero y compacto, mejorando así la precisión y la velocidad de impresión.

En segundo lugar, el núcleo calefactor cerámico tiene un coeficiente de temperatura positivo (PTC); en concreto, reduce la potencia cuando la temperatura aumenta, lo que reduce el riesgo de descontrol térmico al alcanzar la temperatura máxima. Al mismo tiempo, gracias a la integración del núcleo calefactor cerámico con el termistor, se logra un control preciso de la temperatura.

Por último, el núcleo calefactor cerámico ofrece un rendimiento de calentamiento y una eficiencia térmica más uniformes. Para lograr el mismo rendimiento de calentamiento que los tubos calefactores tradicionales, los núcleos calefactores cerámicos pueden requerir menos potencia.

¿Qué es un núcleo calefactor cerámico?

El núcleo calefactor cerámico es un elemento calefactor cerámico tubular. Está hecho de cerámica de alúmina y una suspensión de resistencias metálicas sinterizadas.

Proceso principal: Impresión de un circuito de pasta calefactora metálica sobre un cuerpo cerámico de alúmina verde con una composición del 92-96 %. Tras el prensado en caliente y la laminación, se sinteriza conjuntamente en atmósfera reductora a 1500-1600 °C, por lo que también se denomina cerámica de alúmina. La pasta calefactora está hecha de tungsteno y algunos metales preciosos, y su proporción compositiva afecta la velocidad de calentamiento.

Características del calentamiento cerámico:

1. Alta velocidad de calentamiento. Diversos tipos de pastas calefactoras desarrolladas por nuestra empresa pueden alcanzar temperaturas de hasta 800 °C en tan solo 10 segundos.

2. La temperatura de calentamiento es alta y el uso prolongado por debajo de 450 °C no afecta su vida útil.

3. El calor es uniforme y constante, y la diferencia de temperatura en los diferentes puntos del área de calentamiento es pequeña.

4. La eficiencia térmica es alta. Para asegurar la velocidad de calentamiento, se puede reducir la potencia para lograr una baja emisión.Consumo de energía.

5. El aislamiento superficial no está cargado y puede entrar en contacto directo con el agua.

6. La alta densidad de potencia permite reducir el volumen a menos de 1 cm³ sin afectar el rendimiento de calentamiento.

7. Seguro y fiable, no contiene metales pesados nocivos y cumple con las normas RoHS, CE, FDA, ISO9001 y otras normas de certificación.

Las características especiales del nitruro de aluminio prensado en caliente

Métodos comunes de sinterización para cerámicas de nitruro de aluminio

Para preparar cerámicas de AlN con alta conductividad térmica, se deben resolver dos problemas en el proceso de sinterización: primero, mejorar la densificación del material y, segundo, intentar evitar la red de átomos de oxígeno disueltos en la sinterización a alta temperatura. Los métodos de sinterización más comunes son los siguientes:
1. Sinterización a presión atmosférica
2. Sinterización a presión caliente
3. Sinterización a alta presión
4. Sinterización atmosférica
5. Sinterización por descarga iónica
6. Sinterización por microondas

En esta ocasión, nos centramos en el prensado en caliente de nitruro de aluminio:

Para reducir la temperatura de sinterización de la cerámica de nitruro de aluminio y Para promover la densificación de la cerámica, la cerámica de nitruro de aluminio se puede preparar mediante sinterización por presión en caliente, uno de los principales métodos de proceso para la preparación de cerámica de AlN densificada de alta conductividad térmica. La denominada sinterización por presión en caliente, es decir, la sinterización de la cerámica a una presión determinada, permite realizar simultáneamente la sinterización por calor y el moldeo a presión. El cuerpo cerámico sinterizado de AlN, con una densidad de 3,26 g/cm³ y una conductividad térmica de 200 W/(m·K), se produjo mediante sinterización a alta presión de 25 MPa y 1700 °C durante 4 h. El contenido de oxígeno en la red de AlN fue del 0,49 % en peso, más de un 60 % inferior al del cuerpo sinterizado de AlN obtenido mediante sinterización a 1800 °C durante 8 h (1,25 % en peso), lo que mejoró la conductividad térmica.

Xiamen Innovacera Advanced Materials CO., LTD

Cuenta con líneas de producción avanzadas para materiales cerámicos de nitruro de aluminio y capacidades de mecanizado de alta precisión. Actualmente, podemos producir obleas de cerámica de nitruro de aluminio en diferentes tamaños, de 6 a 12 pulgadas, así como placas de cerámica de nitruro de aluminio de gran tamaño con un diámetro de hasta 320 mm y un espesor superior a 26 mm. Estas obleas cerámicas ALN de gran tamaño se pueden utilizar para producir almohadillas térmicas de nitruro de aluminio de alta conductividad térmica.

Tabla de propiedades del nitruro de aluminio prensado en caliente:

Propiedades del material de nitruro de aluminio prensado en caliente – SU0023
Propiedades		Unidades	Valor
Color		–	Negro
Densidad aparente		g/cm³	–
Resistencia a la compresión		MPa	3416
	MPa	337
Módulo de elasticidad		GPa	331
Resistencia a la fractura		MPa·m½	4,93
	RT-500℃	10-6/k	5,0732
	RT-800℃		5,3463
Resistividad volumétrica		Ω.cm	7.0×10¹²
Observación: Este valor es solo para fines de revisión; las diferentes condiciones de uso pueden presentar ligeras diferencias.

Características y aplicaciones de la cerámica de nitruro de silicio

Existen muchos tipos de cerámicas especiales y estructurales. La cerámica de nitruro de silicio es conocida como la «Cerámica Estructural Reina» debido a su rendimiento equilibrado en todos los aspectos. Es adecuada para aplicaciones con alta vibración mecánica, choque térmico intenso y alto impacto de corriente, y requiere alta fiabilidad y estabilidad. La pureza, el tamaño de partícula y la forma cristalina del polvo de cerámica de nitruro de silicio influyen significativamente en el proceso de moldeo del sustrato, el proceso de sinterización y el rendimiento del producto final. Por lo tanto, el proceso de preparación del polvo de nitruro de silicio es particularmente importante.

Los componentes cerámicos de nitruro de silicio poseen excelentes propiedades mecánicas, térmicas, eléctricas y químicas, y se utilizan ampliamente en diversos campos. Por ejemplo, la cerámica Si₃N₄ es un material excelente para la preparación de sustratos cerámicos en diversas aplicaciones. A continuación, se presentan algunas aplicaciones comunes como referencia:

1. Material refractario: El nitruro de silicio se caracteriza por su alto punto de fusión, alta dureza, bajo coeficiente de expansión, etc., y es un excelente material refractario. Se puede utilizar para fabricar ladrillos refractarios, hormigones refractarios, revestimientos refractarios, etc., y se emplea en hornos y equipos de alta temperatura en las industrias del acero, metales no ferrosos, vidrio y otras.

2. Materiales electrónicos: El nitruro de silicio se puede utilizar para fabricar materiales de embalaje, disipadores de calor, materiales aislantes, etc. para chips semiconductores, así como dispositivos de comunicación por microondas, dispositivos optoelectrónicos, etc.

3. Pieza abrasiva: El nitruro de silicio se puede utilizar para fabricar piezas abrasivas, como muelas, cabezales y discos de rectificado, para rectificar materiales duros como acero, metales no ferrosos, vidrio, etc.

4. Industria de la bicicleta: Sus excelentes propiedades mecánicas a altas temperaturas, resistencia al desgaste y a la corrosión permiten que las piezas SI3N4 se utilicen para fabricar piezas de motor, herramientas de corte, rodamientos y moldes cerámicos, entre otros. Los accesorios de bicicleta de alta gama utilizan rodamientos de nitruro de silicio y sistemas de guía de desviador trasero con tecnología de fibra de carbono por inyección en molde.

5. Materiales aeroespaciales: El nitruro de silicio posee excelentes propiedades mecánicas y resistencia a la corrosión. Se puede utilizar para fabricar piezas de motor, alas, fuselajes, etc., de vehículos aeroespaciales, así como paneles solares y antenas para satélites.

6. Industria automotriz: El nitruro de silicio se puede utilizar para fabricar piezas de motor de automóviles, pastillas de freno, discos de embrague, neumáticos y bujes de rueda.

En resumen, el nitruro de silicio es un material inorgánico no metálico con amplias aplicaciones. Con el continuo desarrollo de la ciencia y la tecnología, sus campos de aplicación seguirán expandiéndose.

Finalmente, queremos agradecer a todos los clientes de Innovacera por su apoyo a nuestros productos cerámicos. Nos honra ser su proveedor y esperamos seguir colaborando en el futuro para contribuir al desarrollo de la industria cerámica avanzada.

Almohadillas de película fina metalizada de cerámica: la solución perfecta para aplicaciones de alto rendimiento

Ante el continuo crecimiento de la demanda de electrónica de alto rendimiento, la necesidad de soluciones de gestión térmica fiables y eficientes nunca ha sido mayor. Por eso, nos complace presentar nuestra nueva línea de almohadillas de película fina metalizada cerámica, la solución perfecta para una amplia gama de aplicaciones exigentes.

Nuestras almohadillas de película fina metalizada cerámica están fabricadas con materiales cerámicos de alta calidad que ofrecen una conductividad térmica superior, una excelente resistencia mecánica y excelentes propiedades de aislamiento eléctrico. Estos materiales se combinan con una capa de metal que proporciona una excelente disipación térmica y capacidad de conexión a tierra, lo que los hace ideales para su uso en dispositivos electrónicos de alto rendimiento.

Con nuestras almohadillas de película fina metalizada cerámica, podrá disfrutar de una serie de ventajas clave, entre ellas:
1. Excelente conductividad térmica: Nuestras almohadillas están diseñadas para proporcionar una excelente conductividad térmica, lo que garantiza que el calor se disipe eficientemente de los componentes críticos.
2. Resistencia mecánica superior: Gracias a sus materiales cerámicos de alta calidad, nuestras almohadillas ofrecen una resistencia mecánica superior, lo que las hace resistentes a impactos y vibraciones.
3. Aislamiento eléctrico excepcional: Los materiales cerámicos utilizados en nuestras almohadillas proporcionan un excelente aislamiento eléctrico, lo que ayuda a proteger sus dispositivos electrónicos de daños causados por interferencias eléctricas.
4. Aplicaciones versátiles: Nuestras almohadillas de película fina metalizada cerámica son aptas para una amplia gama de aplicaciones, desde electrónica de consumo hasta maquinaria industrial y más.

Si busca una solución de gestión térmica fiable y eficiente para sus dispositivos electrónicos de alto rendimiento, no busque más: nuestras almohadillas de película fina metalizada de cerámica son la solución. Contáctenos hoy mismo para obtener más información sobre nuestra gama completa de productos y cómo podemos ayudarle a satisfacer sus necesidades de gestión térmica.

¿Qué sabes sobre los elementos calefactores utilizados en los bolígrafos de impresión 3D?

El bolígrafo de impresión 3D es un producto de impresión 3D más práctico. Solo necesita escribir sobre cualquier superficie, incluso en el aire. Se puede producir directamente sin necesidad de una computadora ni otros dispositivos electrónicos. El tamaño del bolígrafo de impresión 3D es el mismo que el de un bolígrafo convencional. El material suele ser de aluminio. Generalmente, al calentar el material al dibujar, la temperatura de la punta del bolígrafo puede alcanzar los 80 grados Celsius. Al usar el bolígrafo de impresión 3D, procure hacerlo bajo la supervisión de un adulto y evite quemarse los dedos.

¿Qué es un bolígrafo de impresión 3D?

Un bolígrafo de impresión 3D es como una impresora 3D portátil. Utiliza el mismo tipo de elemento calefactor y extrusor que una impresora 3D de escritorio. Pero en lugar de controlarse con software y motores, el cabezal de impresión se guía manualmente.

¿Cómo funciona?
Como todos los dispositivos de impresión 3D, un bolígrafo 3D funciona calentando un filamento de plástico hasta su punto de fusión y forzándolo a través de la punta de un extrusor. Esto es muy similar al funcionamiento de una pistola de pegamento caliente: el plástico derretido es muy blando y se puede fusionar sobre una superficie o moldear para darle la forma que se desee. Una vez que el plástico derretido sale de la punta, se enfría rápidamente. Después de unos segundos, el plástico se endurece y mantiene la forma que se le haya dado.

¿Qué se puede hacer con un bolígrafo 3D?
Estos bolígrafos permiten dibujar con plástico de forma eficaz. Se puede moldear el plástico para darle prácticamente cualquier forma y aplicarlo a la mayoría de las superficies. Se pueden usar para añadir diseños decorativos en relieve a objetos cotidianos. Con práctica, incluso se pueden hacer dibujos en 3D en espacios vacíos. Estos bolígrafos también se pueden usar para modificar y reparar otros objetos impresos en 3D.

¿Qué son los elementos calefactores utilizados en un bolígrafo 3D?

El elemento calefactor de un bolígrafo 3D es un componente importante que calienta la plataforma de impresión o la boquilla del extrusor. Este calor es necesario para fundir el material utilizado para la impresión, como filamentos plásticos o resinas.
Existen diferentes tipos de elementos calefactores utilizados en bolígrafos 3D, entre ellos: calentadores de cartucho, bloques calefactores, calentadores flexibles y calentadores cerámicos.
Independientemente del tipo de elemento calefactor utilizado, es fundamental utilizar un componente de alta calidad que soporte las altas temperaturas requeridas para la impresión 3D. También es fundamental asegurarse de que el elemento calefactor esté correctamente instalado y conectado a la placa controladora para evitar riesgos de seguridad.

¿Cuál es la diferencia entre usar núcleos calefactores tradicionales y núcleos calefactores cerámicos?

¿Cuáles son las ventajas de usar un calentador cerámico?

En primer lugar, es más ligero y compacto. En otras palabras, la sustitución de los tubos calefactores tradicionales por un calentador cerámico permite diseñar el hot end más ligero y compacto que los tradicionales, mejorando así la precisión y la velocidad de impresión.

En segundo lugar, el calentador cerámico tiene un coeficiente de temperatura positivo (PTC); concretamente, reduce el consumo de energía cuando la temperatura aumenta, reduciendo así el riesgo de descontrol térmico al alcanzar la temperatura máxima. Al mismo tiempo, gracias a la integración del calentador cerámico con el termistor, se logra un control preciso de la temperatura.

Finalmente, el núcleo calefactor cerámico ofrece un rendimiento de calentamiento y una eficiencia térmica más uniformes. Para lograr el mismo rendimiento de calentamiento que los tubos calefactores tradicionales, los núcleos calefactores cerámicos solo requieren menos energía.

Resumen

La transición del tubo de un solo cabezal al calentador cerámico encarna el encanto de la innovación tecnológica. El calentamiento cerámico puede aportar muchas ventajas a la impresión 3D. La innovación tecnológica suele estar liderada por los líderes de la industria, y sus seguidores expanden el mercado. Por lo tanto, en el futuro se utilizarán cada vez más bolígrafos de impresión 3D con calentamiento cerámico.

Conozca más sobre la metalización cerámica cuando la cerámica se une perfectamente al metal

Materiales cerámicos, que poseen excelentes propiedades como alta dureza, alta resistencia a la abrasión y alta resistencia a la corrosión, pero su baja conductividad eléctrica y soldabilidad limitan su aplicación. La metalización es un proceso de recubrimiento de metal sobre la superficie de la cerámica, lo que puede mejorar la conductividad y la soldabilidad de la cerámica, ampliando así su gama de aplicaciones. Tras la metalización, la cerámica presenta alta conductividad térmica, aislamiento, resistencia al calor, resistencia y coeficiente de expansión térmica, lo que se adecua al chip y gradualmente se ha convertido en el sustrato de encapsulado ideal para la nueva generación de circuitos integrados, así como para módulos electrónicos de potencia.

Los materiales comunes para sustratos cerámicos que se pueden metalizar incluyen Al₂O₃, SiC, AlN y Si₃N₃.

1. Metalización de Película Gruesa

La metalización de película gruesa consiste en aplicar una pasta metálica sobre la superficie cerámica mediante serigrafía, que posteriormente, tras un secado a alta temperatura y un tratamiento térmico, forma un sustrato cerámico metalizado. La ventaja de esta tecnología reside en su simplicidad y rentabilidad. La desventaja es que el rendimiento eléctrico de la línea conductora es deficiente, por lo que solo se puede utilizar para dispositivos electrónicos con requisitos de menor potencia y tamaño.

2. Cobre de Unión Directa

DBC (Cobre de Unión Directa, DBC) es una lámina de cobre (con un espesor superior a 0,1 mm) que se adhiere directamente a la superficie del sustrato cerámico de Al₂O₃, en un rango de protección frente al N₂ y una temperatura de 1065 ℃ a 1083 ℃. El cobre puro en estado fundido no necesita humectar el Al₂O₃, sino que necesita incorporar oxígeno durante la reacción. El líquido eutéctico Cu-Cu₂O generado a alta temperatura presenta una buena humectabilidad sobre el Al₂O₃. Mediante la generación de CuAlO₂ como capa de transición, se puede colocar directamente la lámina de cobre sobre el sustrato cerámico de Al₂O₃.

3. Metalización de Película Delgada

La metalización de película delgada se lleva a cabo en condiciones de alto vacío mediante métodos físicos de ionización de iones en la superficie del material sólido. Posteriormente, se depone la película a baja presión mediante gas en la superficie del sustrato cerámico. Esta tecnología, conocida como deposición física de vapor (PVD), incluye principalmente el recubrimiento por pulverización catódica magnetrónica (Phuttering), que deposita una fina capa de Cu como capa de siembra en la superficie cerámica para el posterior proceso de recubrimiento. Posteriormente, se realiza un recubrimiento electrolítico para espesar (proteger) el Cu de siembra. Posteriormente, mediante la película, la exposición, el revelado y otros procesos para completar la transferencia de gráficos, se realiza el recubrimiento para que la capa de Cu alcance el espesor requerido y, finalmente, mediante el proceso de grabado de la película para completar la producción de líneas conductoras.

Este sustrato cerámico, que utiliza el proceso de película delgada, ha demostrado una gran competitividad en el encapsulado de LED de potencia en los últimos años.

En resumen, la metalización cerámica puede garantizar que los materiales cerámicos posean la conductividad eléctrica y térmica del metal, ampliando así sus aplicaciones, incluyendo la electrónica, los sensores automotrices, los dispositivos ópticos, los dispositivos médicos y la industria aeroespacial, entre otros.

¿Qué materiales se utilizan para los tubos cerámicos de alta temperatura?

Existen muchos tipos de materiales cerámicos de alta temperatura que se utilizan ampliamente en tubos cerámicos de alta temperatura. Innovacera presenta algunos materiales comunes para tubos cerámicos de ultraalta temperatura, junto con sus propiedades y aplicaciones.

Cerámica de alúmina: Los tubos de cerámica de alúmina poseen excelentes propiedades, como alta dureza, resistencia al desgaste, resistencia a altas temperaturas y resistencia a la corrosión. Desempeñan un papel importante en la electrónica, la maquinaria, la metalurgia, la industria química y otros campos. Se utilizan típicamente como aislantes y protectores cerámicos para hornos de alta temperatura.

Cerámica de nitruro de silicio: El tubo cerámico de nitruro de silicio posee excelentes propiedades de aislamiento a altas temperaturas, resistencia al desgaste y al choque térmico, y se ha utilizado ampliamente en diversos campos. Por ejemplo, en el sector aeroespacial, gracias a su resistencia a altas temperaturas y al desgaste, se puede utilizar para fabricar toberas de motores, servomotores de gas y otros componentes en entornos de alta temperatura. En la industria química, gracias a su resistencia a la corrosión y al desgaste, se puede utilizar para fabricar tuberías de transporte de líquidos ácidos y alcalinos, portadores de catalizadores, etc. En el sector metalúrgico, gracias a su estabilidad a altas temperaturas y excelentes propiedades mecánicas, se puede utilizar para fabricar sistemas de tuberías para hornos de alta temperatura. En el sector eléctrico, gracias a sus excelentes propiedades de aislamiento y resistencia mecánica, se puede utilizar para fabricar tubos de protección para cables de alta tensión, etc.

Cerámica de carburo de silicio: Las fundas de cerámica de carburo de silicio para altas temperaturas ofrecen buena resistencia a altas temperaturas, a la oxidación y al desgaste, y se pueden utilizar para fabricar tubos de hornos de alta temperatura, tubos de protección para termopares y otros equipos.

Cerámica de zirconio: Los tubos cerámicos de zirconio poseen alta resistencia, resistencia a la corrosión y a altas temperaturas, entre otras propiedades, y se pueden utilizar para fabricar tubos de hornos, reactores, intercambiadores de calor y otros equipos de alta temperatura.

Al seleccionar materiales cerámicos de alta temperatura, es necesario realizar consideraciones exhaustivas según los escenarios de uso y los requisitos específicos para garantizar que el rendimiento del material cumpla con los requisitos.

En resumen, para elegir un material cerámico de alta temperatura adecuado, es necesario considerar factores como los escenarios de aplicación, el rango de temperatura, las propiedades físicas y el costo. Se recomienda consultar a un proveedor profesional de materiales cerámicos como Innovacera para obtener un asesoramiento más preciso antes de seleccionar materiales cerámicos para tuberías de alta temperatura.

Los principales materiales cerámicos de Innovacera son óxido de aluminio, óxido de circonio, nitruro de boro, nitruro de aluminio, nitruro de silicio, vitrocerámica mecanizable y otros materiales avanzados. Mediante diferentes procesos de fabricación, Innovacera suministra componentes cerámicos metalizados, piezas de soldadura cerámica, calentadores cerámicos, reflectores cerámicos, componentes cerámicos para bombas y otros componentes cerámicos.

Materiales cerámicos de destino para pulverización catódica

Innovacera adopta el método de sinterización por prensado en caliente para producir diversos blancos cerámicos. Suministramos blancos de alta calidad para pulverización catódica de LaB6, CeB6, Si₃N₃, AlN, BC, Al₂O₃ y otros, a nivel mundial. La mayoría de los blancos cerámicos presentan alta resistencia térmica, alto punto de fusión, resistencia a la corrosión y excelente aislamiento. Nuestros blancos para pulverización catódica ofrecen las siguientes ventajas: superficie lisa, color uniforme, ausencia de grietas, astillamiento, inclusiones externas y contaminantes. Por lo tanto, pueden estar expuestos a un entorno oxidativo e hipertérmico durante largos periodos y tienen numerosas aplicaciones en ingeniería.

Los blancos cerámicos para pulverización catódica tienen una amplia gama de aplicaciones en diversas industrias debido a sus propiedades y ventajas únicas. Algunas aplicaciones comunes incluyen:

Deposición de película delgada: Los blancos cerámicos para pulverización catódica se utilizan en técnicas de deposición física de vapor para depositar películas delgadas de materiales cerámicos sobre diferentes sustratos. Se utilizan ampliamente en aplicaciones como dispositivos semiconductores, células solares, recubrimientos ópticos y medios de grabación magnética.

Recubrimientos ópticos: Los blancos cerámicos se utilizan en la producción de recubrimientos ópticos para lentes, espejos y otros componentes ópticos. Estos recubrimientos se emplean para mejorar propiedades ópticas como la reflectividad, la antirreflexión, la dureza y la durabilidad.

Resistencia al desgaste y a la corrosión: Los blancos cerámicos de pulverización catódica se utilizan para depositar recubrimientos resistentes al desgaste y a la corrosión en componentes mecánicos con el fin de mejorar la dureza de su superficie, reducir la fricción y aumentar su vida útil. Esto los hace adecuados para aplicaciones en las industrias automotriz, aeroespacial y manufacturera.

Dispositivos semiconductores: Los blancos cerámicos se utilizan para depositar películas delgadas de materiales cerámicos en dispositivos semiconductores como transistores, diodos y circuitos integrados. Estas películas se utilizan para mejorar el rendimiento y la fiabilidad de estos dispositivos.
… Medios de Grabación Magnética: Los blancos cerámicos se utilizan en la producción de medios de grabación magnética, como discos duros. Sirven para depositar películas delgadas de materiales magnéticos con alta coercitividad y remanencia, lo que permite el almacenamiento de datos de alta densidad.

Recubrimientos Decorativos: Los blancos cerámicos de pulverización catódica también se pueden utilizar para depositar recubrimientos decorativos sobre diversos materiales, como vidrio, metal y plástico. Estos recubrimientos se utilizan para proporcionar un acabado decorativo, mejorar la estética y proporcionar resistencia al rayado.

Pilas de Combustible: Los blancos cerámicos de pulverización catódica se utilizan en la fabricación de pilas de combustible de óxido sólido (SOFC). Estos blancos se utilizan para depositar las capas de electrolito y electrodo cerámicos necesarias para la generación eficiente de energía en las pilas de combustible.

En general, los blancos de pulverización catódica de cerámica encuentran aplicaciones en una amplia gama de industrias y tecnologías debido a su versatilidad, excelentes propiedades físicas y capacidad para depositar películas delgadas de alta calidad.

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