technical ceramic solutions

新闻

Category Archives: 新闻

氧气传感器和先进加热元件的作用

简介:什么是氧传感器?
氧传感器是测量尾气中氧浓度的关键装置。其核心部件是氧化锆或陶瓷传感元件,并由内置加热器提供支持,为发动机控制单元 (ECU) 提供实时反馈。该反馈可确保发动机保持理想的空燃比,从而提高燃油效率、减少排放并提升发动机的整体性能。

氧传感器的应用

汽车

安装在催化转化器的上游和下游

满足排放合规标准(OBD-I 和 OBD-II)的基础

工业
它们广泛应用于锅炉、熔炉和其他燃烧监测系统。

环境
应用于气体检测、空气质量监测和安全系统

氧传感器类型(博世案例研究)

顶针式传感器:传统陶瓷传感器,高度耐用,需要外部加热器才能快速激活。

平面传感器:集成加热器,预热更快,功耗更低。

宽带/空燃比传感器:测量精确的氧浓度,使ECU能够微调空燃比。

通用传感器:配备灵活的SmartLink™连接,适用于售后市场。

氧传感器的类型

加热器在氧传感器中的作用

为了确保正常工作,氧传感器必须达到300-400°C的工作温度。如果没有加热装置,传感器只能依靠高温废气来预热,这会延迟其启动,并导致冷启动时排放增加。集成加热元件(例如陶瓷加热芯片)解决了这个问题。它们可以在发动机启动时提供快速可靠的加热。

传感器芯片加热器

市场趋势
日益严格的排放法规 → 每辆车配备更多传感器

混合动力和现代发动机越来越多地采用宽带传感器

扩大替换市场(使用寿命从 30,000 英里到 100,000 英里不等)

对经济高效的 OEM 和售后市场解决方案的需求持续增长。
加热芯片的优势

加热芯片(陶瓷加热元件)因其以下优势而成为氧传感器的首选解决方案:

传感器芯片加热器温度曲线

成本优势:比传统加热系统更具成本效益

高性能:快速预热、运行稳定、降低冷启动排放

紧凑设计:非常适合集成到平面和宽带传感器中

耐用性:先进的陶瓷材料确保长久的使用寿命

我们作为供应商的优势
极具竞争力的价格:我们提供具有卓越成本效益的加热器解决方案。

完整的组件供应:除了加热芯片,我们还提供全系列的氧传感器零部件。

可靠的质量:我们的产品符合原厂标准,并可根据客户需求定制。

氧传感器在现代车辆、工业应用和环境监测系统中不可或缺。随着行业向更快、更具成本效益的加热解决方案迈进,陶瓷加热芯片将推动该领域的下一波广泛应用。凭借极具竞争力的价格、完整的组件供应和卓越的品质,我们完全有能力为原始设备制造商和售后市场合作伙伴提供支持,帮助他们满足未来的需求。


Innovacera 将在 Productronica 2025 展会 B2 展厅 1409 展位展示电子制造技术陶瓷解决方案

Innovacera 将参加 2025 年 11 月 18 日至 21 日在慕尼黑展览中心举办的 Productronica 2025,这是全球领先的电子产品开发和生产展会。我们诚邀您莅临 B2 展厅 1409 号展位,了解我们的技术陶瓷解决方案如何应对电子制造领域的关键挑战,涵盖高密度封装、热管理和精密组装等各个领域。

 

陶瓷封装:通往先进电子制造的大门

Productronica 2025 汇聚全球电子行业,展示 PCB、半导体和组装技术的创新成果。随着电子设备向小型化和高功率密度发展,传统材料难以满足可靠性、热性能和气密性的要求。Innovacera 的技术陶瓷具有卓越的电绝缘性、耐高温性和定制的热性能,使其成为下一代电子应用的理想选择。

 

陶瓷封装

 

Innovacera 在 Productronica 2025 上的主要展品:

✅ 陶瓷封装(主要焦点)—— 半导体和传感器的气密封装
✅ 陶瓷基板——材料:Al2O3、ZTA、ALN、Si3N4
✅ 陶瓷-金属解决方案及金属化陶瓷 – 定制封装和集成
✅ 精密微型陶瓷元件 – 适用于生产设备和自动化
✅ 陶瓷加热元件 – 基于氧化铝/氮化硅,HTCC 工艺,紧凑设计,高功率密度(最高温度:1100°C)

陶瓷基板

陶瓷封装是电子制造的关键切入点,为集成电路 (IC)、微机电系统 (MEMS) 和功率器件提供强大的保护和热管理。我们的陶瓷基板(例如,具有高导热性的氮化铝 (AlN))可实现高功率电路的高效散热,而陶瓷-金属 (CMT) 解决方案则可确保在恶劣环境下实现可靠​​的气密密封。这些精密微型元件以其耐磨和稳定的性能支持自动化生产线。此外,我们采用高温共烧陶瓷 (HTCC) 制造的陶瓷加热元件可提供快速的热响应和紧凑的集成,适用于需要局部高温控制的应用。

陶瓷保险丝座

 

电子精密陶瓷元件

无论您是设计先进的 PCB、电源模块还是传感器系统,Innovacera 的陶瓷解决方案都能提升性能和使用寿命。欢迎莅临我们的展位,讨论您的具体需求,并了解我们在陶瓷封装、金属化和定制元件方面的专业知识如何优化您的电子制造工艺。

 

INNOVACERA SEMICON Europa 2025 Productronica 2025 banner

 

活动详情:

Productronica 2025
日期:2025年11月18日至21日
地点:慕尼黑展览中心,Am Messesee 2, 81829 Munich
Innovacera展位:B2展厅 1409


微机电系统 (MEMS) 陶瓷封装:恶劣环境解决方案

与传统制造工艺制造的单一功能器件不同,微机电系统 (MEMS) 是一种集成微机械结构、传感器、执行器和电子元件的微型可控机电器件系统。这类产品具有体积小、重量轻、成本低、功耗低、可靠性高、可量产、易于集成和智能化实现等诸多优势。这也意味着封装不仅需要保护内部微电子元件免受外部杂质的影响,还需要为内部结构提供稳定可控的物理环境。不同类型的 MEMS 产品都有其独特的制造工艺和特定的封装形式。陶瓷封装因其优异的气密性、优异的热机械性能、绝缘性和热稳定性,通常在提供长期可靠性保护方面比金属或塑料封装具有更佳的综合性能。

陶瓷封装

 

常用陶瓷封装材料及特点

 

氧化铝 (Al₂O₃):成本低,绝缘性能优异,常用于传感器基板和封装外壳。

这是应用最广泛且技术最成熟的陶瓷封装材料。其优势在于优异的综合性能和相对较低的制造成本。其高电阻率(高达 10¹⁴ Ω·cm)和高介电强度也确保了其优异的电绝缘性能。然而,其热导率与氮化铝相比相对较低,不适用于功率密度极高的场合。

 

氮化铝 (AlN):高导热性,适用于大功率MEMS器件的散热封装。

其导热系数可达170–200 W/m·K,比氧化铝高出数倍。同时,其热膨胀系数与硅芯片非常接近,可以显著降低封装在芯片上随温度变化产生的热应力,从而提升器件在恶劣温度环境下的寿命和稳定性。因此,它常用于大功率LED、激光雷达系统、高性能计算芯片以及战术级MEMS传感器的封装。

 

氮化硅 (Si₃N₄):高强度和耐化学性,适用于恶劣环境下的MEMS器件。

其优势在于其优异的综合力学性能,尤其是极高的断裂韧性和弯曲强度,可为敏感的MEMS结构提供无与伦比的抗冲击和抗振保护。但其制造成本高于氧化铝,通常应用于对可靠性和机械强度要求极高的场合,而非对成本敏感的消费电子产品。

 

陶瓷封装形式与工艺

 

共烧陶瓷 (LTCC/HTCC):适合量产,可集成布线。

该工艺将多层生瓷与金属电路结合,一次性进行高温共烧,形成包含复杂三维互连结构的气密组件。它不仅有利于量产以降低成本,还能实现高密度布线和无源元件(电阻、电容、电感)的嵌入,从而提升MEMS器件的集成度和微型化水平。

 

气密封装:基于陶瓷基板,通过金属化、玻璃钎焊/激光焊接等工艺实现器件的长期稳定性。

这种结构是确保MEMS器件(如陀螺仪、谐振器)长期可靠性的关键。它在陶瓷基板上进行金属化处理形成密封环,然后通过玻璃钎焊或激光焊接与盖板熔接,形成内部惰性或真空环境,隔绝水分和污染物,确保敏感微结构在长期使用中的稳定性能。

微通道陶瓷封装:用于流体MEMS和气体传感器的集成通道设计。

利用激光烧蚀和溶液涂层堆叠等精密加工技术,在陶瓷基板内直接制造微流体通道。这种封装工艺对于实现微流体控制器、生物芯片和气体传感器等功能性MEMS器件至关重要,因为它能够控制工作流体与传感通道之间的相互作用。


氧化锆陶瓷在医疗领域的应用案例

氧化锆陶瓷 (ZrO₂) 具有卓越的物理、化学和生物学特性,是各种医疗应用的理想材料。以下总结了其核心特性和典型应用。

1. 卓越的生物相容性

无毒无致敏性:与某些金属合金(例如镍铬合金)不同,氧化锆不会与人体组织发生排斥反应,也不会释放有害离子。

化学惰性且稳定:在生理环境中不会腐蚀或降解(比可吸收材料更可靠),可安全地长期植入人体。

医用氧化锆陶瓷部件

 

应用案例:
在牙科应用中,氧化锆种植体周围组织炎症的发生率比钛合金种植体周围组织炎症的发生率低60%。

 

2. 机械性能优势

特性 数值 医学意义
抗弯强度 900–1200 MPa 可承受手术器械的高频操作
硬度(维氏) 1200–1400 HV 保持手术器械(例如手术刀片)的锋利度
弹性模量 200–210 GPa 与骨骼相似,可减少骨科植入物中的应力遮挡

应用案例:

人工髋关节股骨头(磨损率<0.1毫米/年)

微创手术钳(使用寿命是不锈钢的三倍)

3. 化学稳定性

耐腐蚀性:对体液和过氧化氢、环氧乙烷等消毒剂具有优异的耐受性。

高温稳定性:可安全用于134°C灭菌,性能优于聚合物基器械。

应用案例:
用于腹腔镜和机器人手术器械,例如电极和手术钳,其耐腐蚀性和绝缘性可最大限度地减少组织粘连,提高手术精度。

腹腔镜器械在经过500次灭菌循环后,性能未见下降。

 

医用氧化锆陶瓷部件

 

4. 功能特性

电气绝缘:适用于高频电刀和超声刀头,防止漏电。

 

低导热性:减少能量外科手术过程中对周围组织的热损伤。

 

表面改性:抛光(Ra < 0.05 μm)或涂层可减少高达 70% 的细菌粘附。

应用案例:
在高频电外科手术刀和超声波刀头中,氧化锆的绝缘性和耐高温性可优化设备性能,并最大限度地减少对组织的热损伤。


从 LED 到 IGBT:定制陶瓷基板满足不同的功率和尺寸要求

随着各行各业智能化、电气化的发展,陶瓷基板已成为电力电子、半导体封装、微电子领域不可或缺的基础材料。陶瓷基板是电子元器件的关键部件,作为封装和互连材料,起到支撑、连接、散热和保护的作用。Innovacera 拥有独立的研发体系和完善的生产工艺,提供适用于各种应用的高性能陶瓷产品,包括 96% 氧化铝 (Al₂O₃)、氮化铝 (AlN)、氧化锆 (ZTA) 和碳化硅 (Si₃N₄) 基板。

 

多系列产品矩阵,精准匹配多样化应用需求

 

陶瓷基板

 

Innovacera 提供不同材质的陶瓷基板,以满足不同客户的应用需求:

 

1.96 氧化铝 (Al₂O₃)
特性:低翘曲、高抗热震性、低翘曲、耐高温、耐酸碱腐蚀,以及优异的加工性能。
应用:厚膜/薄膜芯片电阻、小功率LED、储能和充电站基板。

2. 氮化铝 (AlN)
特性:高导热性、高击穿电压和接近硅片的热膨胀系数。
应用:散热器、大功率IGBT模块、大功率LED。

3. 氧化锆增韧氧化铝 (ZTA)
特性:高强度、高反射率、高抗热冲击性,易于加工。
应用:中功率功率模块、中功率LED和仪器仪表。

4. 氮化硅 (Si₃N₄)
特性:高导热系数、高强度和韧性,热膨胀系数接近硅片。
应用:大功率IGBT模块、大功率散热器、无线模块。

 

全产业链技术优势,全面掌控品质根基

 

1. 粉末材料自主可控

 

产品原材料粉末

 

Innovacera 从源头抓起,粉末材料自主可控,质量稳定。粉末纯度高,杂质含量低,可实现粉末批量生产,稳定性增强,更好地保证了产品导热系数、强度等关键参数的高一致性和稳定性。

 

2. 多种成型工艺
精通流延成型、干压成型、等静压成型等多种先进陶瓷成型技术,能够根据产品的形状、尺寸和性能要求选择最合适的成型工艺,实现更高精度的加工。

规格尺寸:

材料 Unit Al2O3 ZTA AlN Si3N4
有效尺寸(A、B) 毫米 50.8-190 50.8-190 50.8-190 138*190
厚度(T) 毫米 0.25-1.5 0.25-1.5 0.25-1.0 0.25、0.32
厚度公差 毫米 ±5% (最小±0.03mm) ±5% (最小±0.03mm) ±5% (最小±0.03mm) ±5% (最小±0.03mm)
翘曲(C) mm ≤0.3% ≤0.3% ≤0.3% ≤0.3%
表面粗糙度 μm 0.2-0.6 0.2-0.5 0.2-0.75 0.2-0.75
尺寸、厚度、表面粗糙度均可定制

3. 精密加工能力
配备激光加工、研磨抛光等先进设备,可实现微米级精密尺寸加工和超低表面粗糙度(Ra值可达纳米级),满足客户对基板形状、孔位和表面状态的严格要求。

4. 强大的自主研发和定制能力
拥有更多Innovacera 的研发团队拥有 40 多项专利,并持续进行技术改进,可根据客户的具体需求定制不同厚度和性能参数的陶瓷基板,提供一站式解决方案。

 

产品研发实验室

 

5. 完善的质量管理体系
我们通过 IATF16949 汽车质量管理体系认证,建立全流程质量管控机制,确保每块基板都具有稳定的性能和可靠性。同时,我们配备了齐全的精密测试和分析仪器,以确保高标准的品质。

Innovacera 专注于为客户提供种类繁多的高品质陶瓷基板产品,提供从标准件到定制化解决方案的一站式陶瓷基板解决方案。如需了解更多关于这些产品的信息,请联系 sales@innovacera.com。


粉末冶金中间包用Mg-PSZ陶瓷零件

镁锆陶瓷部件,钢铁冶金行业中间包的主要部件
中间包主要用于钢铁冶金工艺,是连铸工艺的关键部件。其主要功能是储存和分配钢水,确保钢水从钢包到结晶器连续稳定地流动。

中间包的主要部件

中间包主体——盛装钢水的主要结构,通常由耐火内衬和钢水壳组成。

内衬——包括与钢水直接接触的工作层和用于隔热的永久层。通常由耐火砖、浇注料或喷涂层制成。

塞棒——控制钢水流量和调节结晶器内钢水液位的关键部件。

粉末冶金工艺中间包用Mg-PSZ陶瓷部件

 

浸入式水口 (SEN) — 将钢水引入结晶器,同时防止氧化和飞溅。

 

滑动水口系统 — 精确控制钢水流量,由上下滑板和驱动机构组成。

 

冲击垫 — 降低钢水喷射时的冲击力,防止内衬侵蚀。

堰和坝 — 优化钢水流道,促进夹杂物的浮选和分离。

中间包熔剂/粉末 — 防止钢水氧化,有助于保温。

中间包用镁稳定氧化锆 (Mg-PSZ) 陶瓷部件

氧化镁部分稳定氧化锆 (Mg-PSZ) 陶瓷具有优异的耐腐蚀性、卓越的抗热震性和高温稳定性,适用于以下关键中间包部件:

水口 (SEN) — 需要耐钢水侵蚀和热冲击。Mg-PSZ 显著延长了使用寿命。

塞棒尖端——直接接触钢水,必须耐高温侵蚀。Mg-PSZ 增强了其耐腐蚀性能。

滑动闸板——Mg-PSZ 具有卓越的耐磨性和抗热震性,可有效防止钢水侵蚀和机械磨损。

缓冲垫——Mg-PSZ 在高侵蚀区域有效,延长使用寿命。

镁稳定氧化锆 (Mg-PSZ) 陶瓷的优势

  • 耐高温(最高可达 2000 °C)
  • 优异的抗热震性(可承受连铸过程中剧烈的温度波动)
  • 优异的抗钢水和炉渣侵蚀性能(优于氧化铝和莫来石)

这些独特的特性使 Mg-PSZ 陶瓷成为中间包关键耐火部件的理想材料,尤其适用于高端钢种的连铸。


离子注入机氮化硼电极绝缘体

什么是氮化硼?

六方氮化硼 (h-BN) 陶瓷具有与石墨相似的微观结构。它通过在高达 2000°C 的高温和高压下热压氮化硼粉末制成。最大毛坯尺寸为 500 × 500 × 200 毫米,并且可以进一步加工成复杂的形状。

为什么氮化硼陶瓷可以用于离子注入机?

离子注入是半导体制造中的一个关键工艺,在该工艺中,晶圆会被掺杂外来原子,以改变材料的导电性和晶体结构等特性。

BN 绝缘体

 

大电流引出电极是离子注入系统的核心。它必须承受高达 1400°C 的高温、强电磁场、腐蚀性工艺气体和高机械力。

 

因此,由氮化硼绝缘体陶瓷制成的组件有助于确保该工艺保持高效、精确且无杂质。

 

INNOVACERA 氮化硼陶瓷兼具卓越的热学、物理和化学特性,使其成为解决绝缘体应用中关键挑战的理想选择。

 

用于离子注入机的氮化硼电极绝缘体

氮化硼材料的优势

非润湿性

高电阻率

高导热性

优异的机械加工性

良好的化学惰性

耐高温

高介电击穿强度

优异的抗热震性

优异的润滑性能(低摩擦系数)

INNOVACERA 氮化硼陶瓷牌号

了解更多关于我们的粘结牌号 HB(BN 含量超过 90%)、最高纯度(BN 含量超过 99.7%)的 UHB 牌号,以及我们的复合牌号 BMS、BMA、BSC、BMZ、BAN 和 BSN。

属性 单位 UHB HB BC BMS BMA BSC BMZ BAN BSN
主页成分 BN>99.7% BN>99% BN>97.5% BN+SiO2 BN+Al2O3 BN+SiC BN+ZrO2 BN+AlN BN+Si3N4
颜色 白色 白色 白色 白色石墨 白色石墨 灰绿色 白色石墨 灰绿色 灰黑色
密度 g/cm3 1.6 2 2.0~2.1 2.2~2.3 2.25~2.35 2.4~2.5 2.8~2.9 2.8~2.9 2.2~2.3
三点弯曲强度 MPa 18 35 35 65 65 80 90 90 /
抗压强度强度 MPa 45 85 70 145 145 175 220 220 400~500
热电导率 W/(m·k) 35 40 32 35 35 45 30 85 20~22
热膨胀系数(20~1000°C) 10-6/K 1.5 1.8 1.6 2 2 2.8 3.5 2.8 /
最高使用温度

大气中

惰性气体中

高真空中

(长时间)

摄氏度 900

2100

1800

900

2100

1800

900

2100

1900

900

1750

1750

900

1 750

1750

900

1800

1800

900

1800

1800

900

1750

1750

900

1750

1700

房间高温电阻率 Ω·cm >1014 >1014 >1013 >1013 >1013 >1012 >1012 >1013 /
典型应用 氮化物烧结 高温炉 高温炉 粉末冶金 粉末冶金 粉末冶金 金属铸造 粉末冶金 金属铸造

氮化硼组件的包装

由于氮化硼易碎,通常采用真空密封的塑料袋包装,并用厚泡沫垫衬,最后装入纸箱,以防止运输过程中损坏。我们可根据要求提供特殊包装安排。st.

联系 INNOVACERA

INNOVACERA 提供广泛的氮化硼材料和解决方案。如果您正在为您的应用寻找氮化硼绝缘子解决方案,请联系我们,了解更多关于我们全系列产品的信息以及我们如何满足您的需求。


满足光通信与电子封装需求的全系列陶瓷外壳

陶瓷封装凭借其卓越的热性能、优异的介电性能和气密性,成为光通信、功率器件、高可靠性军用和航空航天系统以及汽车电子领域的首选材料。与塑料封装不同,陶瓷解决方案在高温和恶劣环境下表现出色,尤其适用于要求长寿命和高可靠性的应用。此外,陶瓷封装外壳可以定制成各种结构形式,以完美匹配不同器件的具体特性和工作条件。

 

陶瓷封装

 

以下章节介绍了几个具有代表性的产品系列:

 

1.陶瓷小外形封装 (CSOP)

陶瓷小外形封装

CSOP(陶瓷小外形封装)是一种常用的微型表面贴装封装。其引脚从两侧延伸,引脚间距选项包括 1.27 毫米、1.00 毫米和 0.80 毫米。CSOP 具有制造成本低、性能卓越、可靠性高、尺寸紧凑、重量轻和封装密度高等优势。

特点:
采用鸥翼形引线的微型化设计,最大程度降低应力
优异的抗机械冲击性能
多种引线间距可选:1.27mm、1.00mm、0.80mm

应用:
各种集成电路,高可靠性元器件封装

2. 陶瓷表面贴装功率封装 (SMD)

陶瓷表面贴装功率封装

陶瓷SMD封装专为功率器件和高热通量元件(例如功率半导体、电阻器和功率IC)而设计,提供极低的热阻路径和出色的热接触表面,使热量能够快速传导至PCB或散热器。

特性:
高载流能力
大面积芯片键合面积,可有效散热
性能可靠,热管理卓越

应用:
微波器件外壳
晶体和振荡器器件封装

3. 陶瓷双列直插式封装 (CDIP)

陶瓷双列直插式封装

 

CDIP(陶瓷双列直插式封装)是最广泛使用的通孔封装之一。它由两个压制陶瓷块组成,封装在一个双列直插式引线框架内,引线从封装的两侧延伸。标准引线间距通常为 2.54 毫米,引线数量范围为 6 至 64 条。CDIP 具有出色的热电性能和高可靠性。

 

特点:
双列直插式引线配置
引线数量范围广

 

应用:
各种对引脚排列和组装密度要求适中的集成电路
光耦合器、MEMS 器件和其他高可靠性元件

 

4. 陶瓷无引线四方封装 (CLCC / CQFN)

 

陶瓷无引线四方封装

 

CLCC(陶瓷无引线芯片载体)和 CQFN(陶瓷四方扁平无引线)属于无引线或无外露引线四方封装系列。它们非常适合需要高效散热和高可靠性集成电路封装的高频、低寄生电感应用。

特点:
低寄生参数,尺寸紧凑
卓越的热管理和高可靠性
提供双面或四面引脚配置
多种引脚间距选择:1.27mm、1.00mm、0.50mm 等

应用:
高密度表面贴装应用
各种 VLSI、ASIC 和 ECL 电路

5. 激光器 SMD 陶瓷封装

激光器陶瓷封装的核心功能是光学控制。其目的是安全地封装发光或受光芯片,同时高效可靠地向外部传输光信号,并有效地管理产生的热量。激光封装中的适当热管理可确保稳定、最佳的工作温度,从而保持波长长度稳定性和一致的输出功率。

特点:
高导热性,具有出色的芯片保护性能
性能稳定,驱动可靠
紧凑的7mm表贴设计,内置安全功能
可实现远距离投射、窄光束角和小尺寸光学元件

应用:
便携式探险和救援照明
汽车和建筑照明
户外和娱乐照明

6. 光通信封装系列(ROSA/TOSA等)

ROSA(接收光子组件)和TOSA(发射光子组件)是光器件模块(例如SFP/QSFP)中的关键子模块封装,用于容纳关键的光电元件,包括激光二极管、光电二极管和光纤耦合窗口。陶瓷ROSA/TOSA封装通常用于需要高频、高速运行、卓越热管理和气密窗口密封的应用。

光通信封装系列

特点:
高密封性和极低泄漏,确保稳定的内部光学环境
出色的热管理,延长使用寿命
支持 10GHz 至 400GHz 的广泛数据速率
可定制设计,满足特定用户需求

应用:
光纤通信系统
各种光电发射器和接收器设备
光开关、模块和高功率激光系统

Innovacera 提供一站式陶瓷封装解决方案,涵盖标准组件和完全定制设计。从材料选择、陶瓷加工、金属化和密封,到气密性和可靠性测试,我们与客户紧密合作,开发原型并逐步实现量产。


陶瓷-金属钎焊技术取得突破:提升夜视像增强管性能

金属化陶瓷环在夜视设备用像增强管中起着至关重要的作用。传统的像增强管通常采用普通玻璃或单一金属部件,存在易碎、密封性差、热稳定性不足等缺点。Innovacera 近期推出的用于像增强管的金属化陶瓷环,通过陶瓷-金属钎焊技术解决了这些问题。

 

像增强管中的金属化陶瓷环通常采用高纯度氧化铝陶瓷作为基材,并采用钼/锰金属化和镀镍工艺。兼具超高真空兼容性和优异的介电强度。

 

用于像增强管的金属化陶瓷环

 

这些陶瓷环不仅充当电极导电路径的一部分,还起到机械对准、真空密封和结构支撑的作用,从而确保像增强器即使在极端条件下也能稳定运行。通常,一个增强管内会包含四个陶瓷环,它们有助于建立级联电极和电场分布,同时还支撑光电阴极、MCP 和荧光屏。

 

陶瓷-金属钎焊:精密连接的艺术

 

虽然金属化陶瓷环可以通过金属化+电镀的方式与金属连接,但很多情况下,金属化层无法满足结构强度、密封性或热膨胀性等要求。基于此,Innovacera 扩展了其陶瓷-金属钎焊工艺能力,为客户提供定制化的钎焊部件。

 

金属化陶瓷环

 

陶瓷-金属钎焊工艺的优势在于能够制造传统材料难以加工的复合结构,从而满足夜视仪等高端精密设备对性能、可靠性和耐用性的严苛要求。钎焊后的金属化陶瓷环不仅可作为像增强管中的电极和支撑部件,其优异的真空密封性还能有效防止外部气体对管内环境的污染,确保清晰稳定的图像质量。

 

此外,该技术还广泛应用于头戴式夜视仪、光谱仪、医学影像设备和监控摄像头等。

 

Innovacera 在金属化陶瓷领域拥有多年经验,不仅提供标准的金属化解决方案,还具备全面的定制化陶瓷-金属钎焊组件能力。欲了解更多信息,请联系sales@innovacera.com


AlN基片陶瓷色差成因分析

AlN陶瓷色差的原因与原料制备、加工工艺(烧结温度波动、保护气氛)、微观结构以及环境因素等因素有关。以下结合相关研究进行综合分析:

 

1. 氧化行为导致的表面颜色变化

AlN陶瓷在高温下易与氧气反应生成氧化铝(Al₂O₃)。氧化层的厚度和结构显著影响表面颜色。

 

氧化动力学:差热分析表明,AlN在变温氧化过程中的质量变化与氧化程度有关。氧化反应的不同阶段可能伴随颜色的逐渐变化。

 

2. 制备工艺及原料纯度的影响

合成方法的差异:水热-碳热合成法可以通过调节前驱体的均匀性(例如γ-AlOOH@C核壳结构)来减少杂质的引入。然而,如果原材料(例如硝酸铝、蔗糖)纯度不足,残留的杂质(例如铁、硅)会改变陶瓷的颜色特性。

 

炉内保护气氛:氮化铝陶瓷烧结过程中,氮气保护可以抑制氮化铝的挥发,防止杂质污染。在氮气保护下的表面,氮化铝陶瓷的颜色往往较浅,从而导致色差。

 

3. 微观结构与缺陷

晶粒和孔隙分布:纤维状多态氮化铝(例如27R、21R结构)的共存增强了材料的力学性能。然而,微观结构的各向异性会导致光散射差异,从而产生色差。

表面形貌演变:在高温退火过程中,台阶边缘会形成热蚀刻凹坑和多边形凹坑。这些特征会改变光反射。随着斜角的增加,凹坑会合并形成V形边缘,进一步影响颜色均匀性。

4. 混合和杂质效应

添加剂效应:Y₂O₃和SiO₂通常用于使AlN陶瓷致密化并促进纤维状多晶型的生长。然而,这些掺杂剂可能会引入微量着色(例如,Y会赋予材料淡黄色)。

杂质污染:原材料或工艺过程中引入的金属离子(例如 Fe³⁺、Cr³⁺)会通过电子跃迁吸收特定波长的光,从而导致颜色偏差。

5. 测试条件和观察环境

光源和观察角度:同色异谱现象可能导致在不同光照条件下感知到的颜色存在差异。例如,在展厅照明和自然光下观察到的色差需要使用多个光源(例如,借助手机闪光灯)进行验证。

仪器测量误差:比色计和分光光度计的几何系统差异可能会影响数据的一致性。因此,应结合目测进行测量,以减少误判。

总结与建议

AlN 陶瓷的色差是多种因素共同作用的结果。控制措施包括:

工艺优化:精确调节烧结温度、时间和气氛(例如惰性气体保护),以减少氧化和杂质的引入。

原材料选择:使用高纯度原材料,并建立颜料/掺杂剂数据库,以确保批次一致性。

表面处理:通过抛光或涂层技术提高表面均匀性并减少光散射。

标准化测试:将仪器测量(例如比色计)与多种光源下的目测评估相结合,以建立严格的色差标准(例如 ΔE ≤ 1)。

示例图片1

示例图片2

Sample Image3

 

INNOVACERA 筛选标准:为客户提供定制的标准色卡,确保 AlN 基板颜色选择统一。


发送询盘