Bandgießen: Eine Schlüsseltechnologie für die Entwicklung von Aluminiumnitrid-Keramiksubstraten

Zu den verschiedenen Formgebungsverfahren für Aluminiumnitrid (AlN)-KeramikenTraditionelle Verfahren wie das Stanzen, Heißpressen und isostatisches Pressen sind zwar etabliert, stehen aber vor einigen Herausforderungen. Aufgrund der starken Hydrophilie von AlN-PulverDer Kontakt mit Wasser sollte während des Formgebungsprozesses minimiert werden, um Oxidation zu vermeiden, die die Materialeigenschaften beeinträchtigen könnte. Obwohl Heißpressen und isostatisches Pressen Hochleistungsmassenmaterialien herstellen können, erschweren ihre hohen Kosten und geringe Effizienz die Deckung des stetig wachsenden Bedarfs. AlN-Keramiksubstrate in der Elektronikindustrie. Vor diesem Hintergrund hat sich die Bandgießtechnologie nach und nach zu einem gängigen Verfahren für die Herstellung von Aluminiumnitridkeramik in der Elektronik entwickelt.

Wie werden mehrschichtige Aluminiumnitridkeramiken mittels Bandgießverfahren hergestellt?

Kern dieser Technologie ist das Mischen von Aluminiumnitridpulver mit Sinterhilfsmitteln, Bindemitteln und Lösungsmitteln zu einer homogenen Suspension, die anschließend mittels Bandgießanlage zu dünnen Grünlingen gegossen wird. Diese Grünlinge durchlaufen dann Prozesse wie Stanzen, Bohren, Metallmusterdruck, Stapeln und Laminieren, um mehrschichtige Keramikrohlinge zu erzeugen. Nach dem Ausbrennen des Bindemittels bei hoher Temperatur und dem Sintern unter Stickstoffatmosphäre entstehen schließlich dichte und hochleistungsfähige mehrschichtige Aluminiumnitridkeramiken. Dieses Verfahren ist nicht nur effizient, sondern auch besonders geeignet für die großtechnische Herstellung von Keramiksubstraten.

Prozessdetails bestimmen die endgültige Leistung

Die Eigenschaften von AlN-Keramiksubstraten, die mittels Bandgießen hergestellt werden, hängen eng mit mehreren Prozessparametern zusammen: Pulverqualität, Gießparameter, Bindemittelausbrennung und Sinterbedingungen erfordern allesamt eine sorgfältige Kontrolle. Beispielsweise lassen sich gröbere Pulver zwar leichter formen, führen aber selten zu hochwertigen Substraten, während feinere Pulver, obwohl sie unter streng kontrollierten Bedingungen schwieriger zu verarbeiten sind, oft eine überlegene Produktqualität liefern. Die Bindemittelausbrennung muss schonend und gleichmäßig erfolgen, da zu hohe Temperaturen oder zu schnelle Aufheizraten leicht zu Rissen im Grünling führen können. Die Sinterbedingungen sind noch kritischer, da sie die endgültigen Eigenschaften der Keramik, wie Wärmeleitfähigkeit und Festigkeit, direkt bestimmen.

Aktuell werden Gießverfahren hauptsächlich in organische und wasserbasierte Systeme unterteilt. Organische Systeme stehen aufgrund der Verwendung toxischer Lösungsmittel unter Umweltdruck, während wasserbasierte Systeme zwar umweltfreundlicher sind, aber noch Verbesserungen in der Trocknungstechnologie erfordern und somit einen wichtigen Entwicklungszweig darstellen. Beispielsweise wurden mit einem Ethanol-Isopropanol-Gemisch erfolgreich AlN-Keramiken mit einer Wärmeleitfähigkeit von 178 W/(m·K) hergestellt, was das Potenzial nicht-wässriger Lösungsmittelsysteme verdeutlicht.

Abschluss

Die Bandgießtechnologie hat sich dank ihrer hohen Effizienz, gleichbleibenden Qualität und Eignung für die Massenproduktion zu einem unverzichtbaren Bestandteil der Herstellung von Aluminiumnitrid-Keramiksubstraten entwickelt. Angesichts steigender Umweltauflagen und vielfältigerer Produktformen wird diese Technologie kontinuierlich weiterentwickelt. Zusammen mit anderen Formgebungsverfahren treibt sie die breitere Anwendung von Aluminiumnitrid-Keramiken in Bereichen wie der Elektronikgehäusefertigung und der Wärmeableitung voran.

Über Xiamen Juci Technology Co., Ltd.

Xiamen Juci Technology Co., Ltd., ein nationales Hightech-Unternehmen, das sich der Forschung und Entwicklung sowie der Produktion von Hochleistungs-Aluminiumnitrid-Keramikpulvern (AlN) widmet, ist führend in der Technologie elektronischer Keramikmaterialien. Wir sind uns der steigenden Nachfrage nach fortschrittlichen Substraten für das Wärmemanagement und Gehäuselösungen bewusst, die durch 5G-Kommunikation, moderne Gehäusetechnologien, Leistungsmodule und Hochleistungs-LEDs getrieben wird. Neben der Lieferung von Premium-AlN-Pulvern bietet Juci Technology integrierte Materiallösungen unter Einbeziehung fortschrittlicher Bandgießverfahren. Gemeinsam mit unseren Partnern meistern wir thermische Herausforderungen und gestalten den Fortschritt der Branche.

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