技术陶瓷的历史
先进陶瓷的故事是一个有趣的故事,讲述了技术陶瓷的创造以及技术陶瓷各种用途潜力的发现如何影响许多在日常运营中使用先进陶瓷的不同行业的发展。 Continue reading
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随着技术的发展,金属陶瓷复合材料在真空馈通、二氧化碳激光器、电路板印刷、高功率微波环境中的应用越来越受欢迎,这需要高纯度氧化铝陶瓷能够很好地传输微波功率。它要求陶瓷介电常数在稳定的范围内。Innovacera 陶瓷零件已成功制造出满足客户应用要求的零件。
高真空技术(HVDC-高压直流传输,真空技术)中使用了许多金属陶瓷复合材料,例如晶闸管和真空断路器。主要使用氧化铝陶瓷和各种有色金属,例如 OF Cu(无氧铜)或 Nico(镍钴)、软磁合金、NiFe(镍铁)或不锈钢(316L)作为连接剂。作为一种材料逻辑连接技术,使用被动和主动钎焊技术,可以生产出高强度复合材料,这些复合材料在-150℃至+500℃的温度范围内具有永久防腐蚀和真空密封性。
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陶瓷到金属组件由 Innovacera 生产
Innovacera 陶瓷导热界面垫旨在为发热元件、散热器和其他冷却设备提供优先的传热路径。这些垫用于填充由于不完全平坦或光滑的表面而导致的气隙,这些表面应保持热接触。这些垫由陶瓷材料制成,例如氧化铝陶瓷和氮化铝,有助于提供增强的导热性和出色的绝缘性能。典型的应用包括功率器件、集成电路 (IC) 芯片封装导热、MOSFET 晶体管、IGBT 晶体管散热器、MOS 晶体管、散热器接口、LED 板导热界面材料 (TIM)、芯片导热薄膜 (COF) 导热。
陶瓷散热器是电器中对电子元件散热的一种装置。
陶瓷散热器整体结构增加了与空气接触的散热面积,大大增强了散热效果,散热效果比超级铜、铝更好。
陶瓷具有绝缘、耐高温、耐氧化、耐酸碱、耐冷热冲击、热膨胀系数小等特点,保证在高低温或其他恶劣环境下工作稳定。
陶瓷可耐大电流、耐高电压、可防止漏电击穿、无噪声,不会与MOS等功率管产生耦合寄生电容,从而简化滤波过程。
氮化铝陶瓷导热绝缘垫是一种具有高热导率、高电阻率等优异性能的陶瓷材料,此外还具有高硬度、耐腐蚀、低介电常数和介电损耗、低CTE等优点。氮化铝陶瓷具有优异的导热性能(是氧化铝陶瓷的7-10倍),由于其热膨胀系数与硅相近,作为新一代陶瓷材料,越来越受到人们的重视。
陶瓷导热片安装步骤:
①清洁目标表面:清洁待安装物体表面的灰尘或污渍,然后对准陶瓷绝缘片的孔位;
②功率管粘接:将功率管粘贴在陶瓷绝缘片上;
③固定绝缘片:用螺丝将功率管和陶瓷绝缘片固定在安装物体上。

常规尺寸:
适用于封装类型:TO-3P / TO-220 / TO-247 / TO-264 / TO-3/TO-254/TO-257/TO-258,带孔或不带孔。
TO – 3P, 25*20*1mm(其他厚度也可);
TO-220, 20*14*1mm(其他厚度也可);
TO-247, 22*17*0.635mm(其他厚度也可);
TO-264, 28*22*1mm(其他厚度也可);
TO-3, 39.7*26.67*1mm(菱形)。
TO-254, 34*24*1mm(其他厚度也可);
TO-257, 40*28*1mm(其他厚度也可);
TO-258, 50.8*50.8*1mm(其他厚度也可);
其他标准尺寸:
25.4*25.4mm;
114.3*114.3mm;
152*152mm;
190.5*138mm…..;
可定制尺寸。
常规尺寸图纸:

机器细节:
| 技术数据 | 名称 | 技术要求 | 备注 |
| 1 | 机器尺寸 | 厚度 | 按图纸 |
| 2 | 平整度 | 0.01 | |
| 3 | 拱度 | ≤2‰ | |
| 4 | 表面粗糙度 | Ra≤0.5 | |
| 5 | 外观要求 | 表面光滑,无污垢、水渍、水印,无缺口、裂纹、边缘断裂、划痕等缺陷 | |
| 6 | 清洁要求 | 超声波清洗后,再用酒精清洗,并及时烘干、烘烤,确保表面无水渍、水印 | |
| 7 | 包装要求 | 产品加工后,按要求放入专用珍珠棉包装盒内,周转、运输时避免碰伤、划伤等缺陷。 |
ALN产品包装要求:
(1)产品按清洁要求清洗要求,完全干燥后,放入专用珍珠棉包装盒内,
(2)包装盒内小格子内放入产品一组100片,每个包装盒内有5个格子,共可放500片(如图)。
(3)每版包装盒装好产品后,需用保鲜膜裹紧,并贴上数量标签(如图);
(4)将珍珠棉包装盒装入外箱,表面贴上规格、数量标签。
(5) 包装纸箱尺寸:21*21*12cm
(6) 毛重:1.5kgs


TO-3P-220-247-254-257-258-264 氮化铝陶瓷导热垫,无孔,用于 MOSFET 晶体管 IGBT 晶体管散热器封装
特种陶瓷具有高硬度、耐磨、高断裂韧性等优点,陶瓷的特性并不止于此,很多陶瓷材料还具有极其广泛的电特性,从绝缘体到半导体、导体,甚至超导体都有可能。正因为如此,陶瓷材料在电子工业中有着广泛的应用。
在电子技术中,能够用来制备各种电子元器件的陶瓷材料被称为“电子陶瓷”。电子陶瓷还具有介电常数高、介电损耗低、温度系数小等特点,能够很好地满足电子工业小型化、集成化的条件。因此,电子陶瓷在5G时代前景十分广阔,在能源、家电、汽车等方面有着广泛的应用。
据相关机构数据显示,2019年中国电子陶瓷行业市场规模为657.7亿元,2014-2019年CAGR达13.7%。未来随着5G通信商用、数据中心建设、电子元器件、新能源燃料等领域需求增加,叠加电子陶瓷国产替代趋势,预计中国电子陶瓷行业市场规模仍将保持快速增长趋势,2022年有望突破1145亿元。
电子陶瓷是指电子工业中用到的电工、磁性陶瓷,电子陶瓷行业上游包括电子陶瓷基粉、配方粉、金属材料、化工材料等,中游为电子陶瓷设备和电子陶瓷材料,电子陶瓷下游主要为电子元器件,最终应用在终端产品上。其应用领域非常广泛,包括光通信、无线通信、工业激光、消费电子、汽车电子等,主要应用于各类电子整机中的振荡、耦合、滤波等电路。
在产业政策大力支持的背景下,我国电子陶瓷产业发展迅速,部分电子陶瓷壳体产品技术水平已达到或接近国际先进水平,未来中国厂商的市场份额将进一步扩大。

2022年电子陶瓷市场将达千亿
随着时代的发展,各行各业对快速加热元件的需求日益增加。
INNOVACERA 的陶瓷加热器广泛应用于工业和汽车领域。我们的加热器质量可靠,性能卓越。高可靠性的陶瓷加热器使客户能够最小化加热器的尺寸,同时保持最大功率以支持快速加热速度。

快速加热元件
INNOVACERA 与每位客户合作,提供开源工具或定制设计,以满足您独特的性能需求。
黄釉陶瓷聚光腔在固体激光器的主要吸收带上表现出高反射率,同时在无效吸收带上表现出降低反射率的作用。相比之下,漫反射陶瓷聚光腔在激光晶体不吸收的紫外波段具有高反射率,但不能有效滤除对激光晶体产生有害色心的紫外光。高反射、吸收紫外光的陶瓷釉可以明显改善普通陶瓷聚光腔的不足,具有抗激光辐射能力强、绝缘性高、耐腐蚀、易清洗、吸收紫外光等特点。

固态黄釉氧化铝陶瓷聚光腔激光反射器
在化工、金属冶炼、矿山等行业的物料输送过程中,输送泵经常需要受到含有固体颗粒的浆体的冲击、腐蚀性工艺的侵蚀、高温流体的冲击等,这些工况具有潜在的破坏性,很容易对输送泵造成较大的冲击,甚至影响输送泵的正常工作或对输送介质造成介质污染。
为保证在极端工况下工艺的稳定进行,泵部件如泵柱塞的选型十分重要,柱塞在柱塞缸内长期往复运动,它们必须具有高硬度、高熔点、低磨损、耐酸碱腐蚀等性能,否则无法支撑。

陶瓷柱塞 – 工业泵的最佳选择

陶瓷柱塞 – 工业泵的最佳选择
能在高温下保持这些特性的高级陶瓷是相当合适的选择。陶瓷柱塞采用高性能技术陶瓷材料制成,具有高硬度、耐磨、耐高温、耐腐蚀等性能。陶瓷柱塞的工作表面采用“镜面”表面处理,具有良好的自润滑效果。试验证明,陶瓷柱塞的高耐磨性远高于传统金属柱塞,是金属柱塞的理想替代品,大大延长了相关部件的使用寿命。
根据陶瓷的制备工艺和应用领域,陶瓷可分为传统陶瓷材料和先进陶瓷材料,先进陶瓷已逐渐成为新材料的重要组成部分。
先进陶瓷:按化学组成可分为氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、碳化物陶瓷、硼化物陶瓷、硅化物陶瓷、氟化物陶瓷、硫化物陶瓷等。按其性能和用途可分为能源陶瓷和结构陶瓷两大类。功能陶瓷主要是根据材料的特殊功能而形成的,具有电性能、磁性能、生物性能、热敏性能、光学性能等特性,主要包括绝缘介电陶瓷、铁电陶瓷、压电陶瓷、半导体和敏感陶瓷等。结构陶瓷主要是根据材料的力学和结构用途而形成的,具有高强度、高硬度、耐高温、耐腐蚀、抗氧化等特性。

先进陶瓷是新材料领域最具潜力的发展
结构陶瓷凭借其优异的机械性能和热性能成为陶瓷材料的一个重要分支,约占整个陶瓷市场的30%。近20年来,国家重大项目和前沿技术对陶瓷材料及其制备技术也提出了更高的要求和挑战,如航天火箭液氢液氧涡轮泵使用的氮化硅陶瓷轴承在低温极端无滑移条件下高速运转,要求陶瓷轴承强度高、初性能好、耐磨性好,表面加工精度高;核电站主泵使用的大尺寸陶瓷密封环需要使用寿命长、可靠性高。特别是对地球卫星拍摄目标进行地面监测时使用的碳化硅陶瓷反射镜,除了要求弹性模量高、热膨胀系数低、重量轻外,还要求超镜面高精度和大尺寸。这对大尺寸结构陶瓷材料的成型技术、烧结技术、加工技术等提出了挑战。在光通信中,光纤连接器的内孔为125微米,要求表面光洁度、尺寸精度、同心度非常高。因此结构陶瓷是极端环境下最有前途的优质材料。
结构陶瓷中的氧化物陶瓷、氮化物陶瓷,其特点如下:
氧化铝陶瓷:最早、应用最广泛的结构陶瓷
氧化锆陶瓷:高性能结构陶瓷,增韧是制备的关键
氮化硅陶瓷:先进陶瓷中综合性能最好的材料之一
氮化铝陶瓷:微电子工业电路板和封装的理想结构材料
氮化硼陶瓷:陶瓷材料中的软质陶瓷,可加工性好
到 2027 年,全球活性金属钎焊 (AMB) 陶瓷基板市场将达到 15.2 亿美元。2020 年,全球活性金属钎焊 (AMB) 陶瓷基板市场价值约为 10.7 亿美元,预计在 2021-2027 年预测期内将以超过 5.45% 的健康增长率增长。
AMB 陶瓷基板是一种焊接类型,其中金属被钎焊到陶瓷上而无需金属化。政府在汽车领域的举措不断增加、对中高压系统的需求不断增加以及对家用和电子设备的需求不断增加都是推动市场增长的因素。

全球活性金属钎焊 (AMB) 陶瓷基板市场 AMB
氮化铝 AMB 基板优势:
该结合是通过陶瓷和活性金属焊膏在高温下发生化学反应实现的,因此其结合强度更高,可靠性更好,有助于市场增长。
缺点:
AMB 工艺的可靠性在很大程度上取决于活性填充金属的成分、钎焊工艺、钎焊层结构等诸多关键因素
AMB 基板应用:
用于电动汽车和机动车封装 IGBT 模块的陶瓷镀铜基板
目前,高性能氮化铝陶瓷板在先进封装工艺中作为导热基板,在氮化铝上直接键合铜,进一步设计电路、表面贴装晶体管、功率二极管等。 AlN由于具有良好的热性能和电性能,逐渐成为此类基板设计的首选材料,可用作大功率器件的绝缘基板、VLSI的散热基板和封装基板等。

AlN陶瓷材料用作覆铜基板材料的优势
氮化铝覆铜板具有氮化铝的导热性和机械强度,以及氮化铝的导热性和导电性铜是氮化铝覆铜板的主要材料,因此在航空航天领域有着巨大的应用潜力。此外,“铜-氮化铝-铜”夹层结构可在电子系统模块化、集成化中发挥关键作用,作为功率模块的机械支撑、电气隔离、散热路径等。值得注意的是,在氮化铝覆铜板的应用中,AlN与Cu的界面结合非常重要,界面相决定了陶瓷与金属铜层之间的结合力。氮化铝覆铜板常规的制备工艺包括热压法和直接覆铜法(DBC)。
热压法需通过磁控溅射在AlN表面溅射一层金属层后再引入铜片进行热压,而DBC法需对AlN陶瓷和Cu片进行预氧化,再进行热处理结合。 DBC法制备的基体的剥离强度约为热压法的4倍,且Cu与AlN能够形成更强的结合力,在服役环境恶劣的航空航天领域有更好的应用前景。