Voorbereiding van keramische platen van hoogzuiver aluminiumoxide voor toepassingen in de lucht- en ruimtevaart en hun grondstoffen
Hoogzuiver aluminiumoxide keramiekPlaten zijn momenteel veelgebruikte substraatmaterialen vanwege hun voordelen, zoals geavanceerde productie- en verwerkingstechnologie, lage kosten, goede thermische schokbestendigheid, uitstekende elektrische isolatie en gunstige metaalhechting. Ze worden ook veelvuldig toegepast in elektronische payloads van ruimtevaartuigen, waaronder ingebouwde microgolfsignaaltransmissiekanalen, dragers voor de montage van actieve componenten en warmteafvoerkanalen voor powerchips. Als de meest basale onderdelen van een ruimtevaartuig, heeft het prestatieniveau van ruimtevaartuigmaterialen direct invloed op de betrouwbaarheid van het ruimtevaartuig in de ruimte. Daarom zijn de eigenschappen van keramische platen met een hoge zuiverheidsgraad van aluminiumoxide cruciaal voor de werking van ruimtevaartuigen.
Tijdens het voorbereidingsproces van keramische platen van hoogzuiver aluminiumoxide doen zich echter vaak de volgende problemen voor:
❶Hoge zuiverheidaluminiumoxide keramiekPlaten die worden geproduceerd uit aluminiumoxidepoeder met een hoge zuiverheidsgraad middels meerdere complexe processen, zoals tapegieten, drogen en snijden, lamineren in meerdere lagen, isostatisch persen en sinteren, zullen een verhoogd diëlektrisch verlies hebben als hun materiaalzuiverheid laag is, wat uiteindelijk leidt tot een afname van de prestaties van het circuit.
❷Als het materiaal een lage mechanische sterkte heeft, kan dit tijdens de assemblage- en testprocessen problemen veroorzaken, zoals scheuren en afbladdering van de materiaalbehuizing in dunnefilmcircuitproducten.
❸Oppervlaktedefecten van keramische platen kunnen leiden tot kwaliteitsproblemen, zoals een verslechterde lokale hechting van de daarop gefabriceerde circuitfilmlagen en bramen aan de rand van de lijnen. Deze problemen beïnvloeden de kwaliteit van de circuitsignalen en kunnen zelfs leiden tot vreemde deeltjes in het product.
Belangrijkste punten voor het bereiden van een keramische plaat van hoogzuiver aluminiumoxide
①Optimalisatie van het oplosmiddelsysteem voor het gieten van slib
Verschillende oplosmiddelsystemen vertonen een wisselende mate van aanpassing aan de omgeving en kunnen het vastestofgehalte van de bereide slurry, de oppervlakteconditie van de gegoten tape en het filmvormende effect beïnvloeden. Uitgaande van de veronderstelling dat het dispergeermiddel, bindmiddel en weekmaker gefixeerd zijn, zijn er aanzienlijke verschillen in de giettoestand van de gegoten tape tussen verschillende oplosmiddelsystemen.
②Diktecontrole van gegoten film
De dikte van een enkellaags gegoten tapefilm beïnvloedt de diktetolerantie van het uiteindelijke substraat. De dikte van de gegoten tapefilm wordt voornamelijk beïnvloed door de slurrytoestand en de hoogte van het rakelblad van de tapecasting. Naarmate het vastestofgehalte van de gegoten tapeslurry toeneemt, neemt de gemiddelde dichtheid van het gesinterde substraat geleidelijk toe en stabiliseren de krimpsnelheden in de breedte- en dikterichting. Op basis van deze regel maakt het nauwkeurig afstemmen van het vastestofgehalte en de sintertemperatuur een nauwkeurige controle van de uiteindelijke afmetingen van het gesinterde substraat mogelijk.
③Uiterlijk en vlakheidscontrole van het substraat
Een goed uiterlijk en een goede vlakheid vormen de basis voor de technische toepassing van keramische platen van hoogzuiver aluminiumoxide. Er zijn veel factoren die het uiterlijk en de vlakheid van het substraat beïnvloeden, waaronder lamineren, onthechting en sinteren de belangrijkste processen.
●Controle van het stapelproces van gegoten film.
Om oppervlaktedefecten en vlakheidsproblemen van tape-gegoten films tijdens de laminerings- en warm isostatisch persprocessen (WIP) te voorkomen, zijn de volgende benaderingen bepaald door middel van meerdere experimentele vergelijkingen:
Gebruik brede filmstriplaminering en snijd na het isostatisch persen het middelste gedeelte om defecten en oneffenheden aan de randen van de gegoten filmstrips te voorkomen. Gebruik geharde glasplaten als lamineerdragers, leg de groene gegoten films plat op de geharde glasplaten en zorg er tijdens het lamineren voor dat de boven- en onderkant van elke filmstrip die van de dragertape wordt verwijderd, een consistente oriëntatie behouden. Maatregelen zoals het gebruik van geharde glasdragers verminderen microdefecten op het filmoppervlak aanzienlijk en verbeteren effectief de uiterlijke kwaliteit en vlakheid.
●Controle van het losmaakproces van grondstoffen.
De functie van ontbinding is het verwijderen van organisch materiaal uit het groene materiaal. Om de ovenruimte effectief te benutten en de problemen van kromtrekken en scheuren tijdens het ontbindingsproces van de grondstof op te lossen, wordt de stapelontbindingsmethode toegepast op het beschadigde substraat in de oven. Na diverse experimenten is aangetoond dat de gelamineerde modus zonder afdekking de efficiëntie kan balanceren en kromtrekken en scheuren kan voorkomen. Door de ontbindingsmethode met een gelamineerde + afdekking te gebruiken, is het aantal lagen in het ontbindingsproces verder geoptimaliseerd en is het maximale aantal lagen vastgesteld op 5.
●Controle van het sinterproces.
Sinteren is een cruciaal proces bij de bereiding van aluminiumoxide keramische platen. Door de hoge sintertemperatuur zijn onzuiverheden gevoelig voor carbonisatie. Om verontreiniging van het substraat te voorkomen, is de keuze van de afdekplaten en pads belangrijk. Na testen werd vastgesteld dat de afdekplaat is gemaakt van poreus, hoogzuiver aluminiumoxide keramiek en de padplaat van dicht, hoogzuiver aluminiumoxide keramiek. Beide vereisen ultrasoonreiniging vóór gebruik.