СПОСОБИ МЕТАЛІЗАЦІЇ КЕРАМІКИ, ВИКОРИСТОВУВАНІ ПРИ ВИРОБНИЦТВІ СИЛОВИХ ЕЛЕКТРОННИХ МОДУЛІВ І ЕЛЕКТРОВАКУУМНИХ ПРИЛАДІВ

Анотація

DOI 10.36074/2663-4139.15.06

Силові електронні модулі застосовуються в галузях техніки, пов'язаних з необхідністю передачі потужнострумових сигналів. Типовими областями застосування таких модулів є системи навігації літальних апаратів, елементи комутації силових схем і інші високонавантажених з'єднання. Центральним вузлом модуля є керамічна основа, на якій формують струмопровідні доріжки і монтують електронні компоненти. Готову підкладку часто називають комутаційної платою. Підкладка виконує дві основні функції: є діелектричної основою друкованої схеми, формованої на одній або двох сторонах; забезпечує відведення тепла, що виділяється напівпровідниковими кристалами і елементами схеми. Використовується для підкладок кераміка негігроскопічна, термостійкий, є ізоляційним матеріалом з високими механічними та діелектричними властивостями. Вона відрізняється порівняльною простотою виготовлення і невисокою вартістю. При виготовленні силових модулів використовуються керамічні підкладки з оксиду або нітриду алюмінію з багатошаровим металізованим покриттям товщиною від декількох мікрон до декількох десятків мікрон (в залежності від застосування), що забезпечує необхідну ступінь адгезії покриття до кераміки і завдаються з однієї або з обох сторін керамічної пластини. Основними вимогами до готового виробу є мінімальні габарити і низька вартість матеріалів і процесу виробництва. Крім того, вирішальними факторами є високі технічні характеристики, стійкість до впливу навколишнього середовища і безвідмовність. Конструкція готового модуля повинна забезпечувати мінімальні значення перехідних теплових опорів, розподілених індуктивностей силових шин, висока напруга ізоляції. Адгезійна міцність залежить від багатьох факторів: технології отримання покриття, матеріалу плівки, матеріалу підкладки; і може знижуватися в процесі експлуатації готового виробу. У процесі роботи силових модулів вони піддаються теплових і механічних навантажень, у тому числі вібрації. Це призводить до руйнування компонентів від перегріву і пошкодити механічним пошкодженням модулів. Часто руйнування відбувається у структурі підкладка-покриття провідник. Основною причиною такого руйнування є низька адгезійна міцність металевої плівки до керамічної основи.