ООО Хуабэй Хуачжан Электроникс Текнолоджи（ООО Хэбэй Дэъоу по производству механических технологий）
Город Шицзячжуан, Зона экономического и технологического развития, ул. Сунцзян 86, Международный инновационный промышленный парк Тяньшань, Завод д.10.
Производитель низкотемпературной керамики совместного обжига для процессов LTCC-печати – звучит как научная абстракция, да и вообще, если честно, иногда кажется, что это больше маркетинговый ход, чем реальная практика. В индустрии много разговоров о 'совместном обжиге', но на деле все гораздо сложнее. Не всегда это оптимальное решение, и часто выбирают более традиционные методы. Попробую поделиться опытом, а то много чего видел и делал, и иногда кажется, что кто-то не совсем понимает, что они делают.
Итак, что же подразумевается под совместным обжигом? В самых общих чертах, это процесс, когда керамический компонент, например, подложка для печатной платы, и последующие слои керамики (например, для создания слоев проводящей керамики или диэлектрических слоев) обжигаются одновременно в одной печи. Это теоретически может быть эффективно с точки зрения сокращения времени производства и оптимизации использования ресурсов. Но, как всегда, теория далека от практики.
На практике, этот процесс требует очень точного контроля температуры и атмосферы в печи. Разные материалы, разные слои, все они имеют свои оптимальные параметры обжига. Совместный обжиг увеличивает сложность процесса в разы. Если параметры не настроены идеально, могут возникнуть различные дефекты – от трещин и сколов до изменений в механических свойствах керамики. Это, как правило, требует значительных затрат на разработку и отладку процесса.
Мы в ООО Хэбэй Дэъоу по производству механических технологий (https://www.dokj.ru) сталкивались с разными подходами к производству керамических компонентов для LTCC. Нам часто задают вопрос, стоит ли использовать совместный обжиг, и ответ всегда 'зависит'. Зависит от сложности конструкции, от требуемых характеристик материала, от масштаба производства. Мы стараемся предлагать клиентам наиболее оптимальное решение, основанное на нашем опыте и знаниях.
Одна из главных проблем при совместном обжиге – это разница в коэффициентах термического расширения разных материалов. Например, если мы обжигаем керамическую подложку и слои проводящей керамики, которые имеют разные коэффициенты, то при нагреве и охлаждении в материалах будут возникать напряжения. Эти напряжения могут привести к появлению трещин и разрушению конструкции. Чтобы решить эту проблему, приходится тщательно подбирать параметры обжига, а иногда и использовать специальные демпфирующие материалы.
В одном из проектов, мы пытались использовать совместный обжиг для создания сложной многослойной керамической подложки. Проблема заключалась в том, что слои керамики с разной плотностью и составом расширялись и сжимались по-разному. В результате, после обжига, возникли трещины и сколы, которые сделали подложку непригодной для использования. Пришлось вернуться к традиционному процессу обжига отдельных слоев, что увеличило время производства, но обеспечило более высокое качество.
Атмосфера в печи также играет важную роль при совместном обжиге. Например, если мы обжигаем керамику, содержащую металлы, то необходимо контролировать концентрацию кислорода в печи, чтобы избежать окисления. Использование защитной атмосферы (например, азота или аргона) может быть необходимым для предотвращения нежелательных химических реакций. Мы часто используем шахтные печи с контролем газового состава.
Особенно остро эта проблема стоит при работе с высокотемпературными керамиками. Окисление может значительно изменить свойства материала, что приведет к снижению его механической прочности и электрической изоляции. Поэтому, при работе с такими керамиками, очень важно тщательно контролировать атмосферу в печи и использовать соответствующие защитные меры.
Хотя совместный обжиг может быть привлекательным с точки зрения сокращения времени производства, существуют и другие способы достижения аналогичных результатов. Например, можно использовать последовательный обжиг – обжигать каждый слой керамики отдельно, а затем соединять их. Этот способ может быть более трудоемким, но он позволяет более точно контролировать параметры обжига каждого слоя и избежать проблем, связанных с разницей в коэффициентах термического расширения.
Еще один вариант – это использование других технологий, например, химического осаждения из паровой фазы (CVD) или физического осаждения из паровой фазы (PVD) для нанесения тонких слоев керамики. Эти технологии позволяют создавать более сложные структуры, но они требуют использования дорогостоящего оборудования и материалов.
В одном из наших проектов, мы разработали технологию производства слоев проводящей керамики с использованием последовательного обжига. Мы обжигали каждый слой отдельно, а затем использовали специальный процесс склеивания для соединения слоев. Этот способ позволил нам достичь высокой точности и надежности при производстве слоев проводящей керамики. При этом, мы избежали проблем, связанных с разницей в коэффициентах термического расширения и окислением.
В заключение, можно сказать, что производство низкотемпературной керамики совместного обжига для процессов LTCC-печати – это сложный и многогранный процесс. Он требует глубоких знаний в области материаловедения, керамики и процессов обжига. Не стоит рассматривать совместный обжиг как универсальное решение. В каждом конкретном случае необходимо тщательно анализировать требования к материалу, учитывать сложность конструкции и выбирать наиболее оптимальный способ производства. И, конечно, не стоит пренебрегать опытом и знаниями.
Мы в ООО Хэбэй Дэъоу по производству механических технологий всегда готовы поделиться своим опытом и помочь клиентам выбрать оптимальное решение для их задач. Наш опыт работы с различными типами керамики и различными технологиями обжига позволяет нам предлагать клиентам наиболее эффективные и экономичные решения.
Если у вас есть какие-либо вопросы, пожалуйста, обращайтесь. Мы всегда рады помочь!
