تخصيص دائرة مطبوعة بطبقة سميكة ذات قلب مسامي من السيراميك ونواة تبخير بالتفتيت

تشكل نوى التسخين والتبخير الخزفية المكونات الأساسية للأجهزة الإلكترونية، خاصة تلك التي لا تحترق عند التسخين. وظيفتها الأساسية هي "التسخين" وليس "الاحتراق".

أولًا. عملية التصنيع وتدفق نوى الرش السيراميكية كربيد السيليكون

إنتاج نوى التبخير الخزفية كربيد السيليكون هو عملية تتضمن علوم المواد والتصنيع الدقيق، وتتمثل جوهر العملية في إعداد أجسام خزفية من كربيد السيليكون ذات بنية مسامية دقيقة.

العملية الرئيسية كالتالي:

1. إعداد المواد الخام

• المادة الأساسية: يتم استخدام مسحوق كربيد السيليكون عالي النقاء وناعم جدًا.

إن حجم الجسيمات ونقاوة المسحوق يؤثران بشكل مباشر على المسامية، والمتانة، والتوصيل الحراري للمنتج النهائي.

• عوامل تشكيل المسام: تُضاف عوامل تشكيل مسامية محددة، مثل النشا أو كريات البوليمر الدقيقة.

هذه المواد ستفتقر أو تتطاير خلال عملية التلبيد اللاحقة، وتترك وراءها المسام المحددة مسبقًا.

• المادة الرابطة: تُضاف كمية صغيرة من المادة الرابطة المؤقتة لجعل المسحوق سهل التشكيل خلال مرحلة القولبة.

2. الخلط والتجانس

اخلط مسحوق كربيد السيليكون وعامل تشكيل المسام والمادة الرابطة بنسب دقيقة، وقم بتجانسها بشكل كامل من خلال طرق مثل الطحن الكروي، لضمان توزيع متجانس للمكونات.

3. معالجة التشكيل

هذه خطوة حاسمة في تشكيل الشكل الأولي للنواة الرشاشة.

تشمل الطرق الشائعة:

• القولبة بالضغط الجاف: تُملأ المسحوقات المختلطة في القالب وتُضغط تحت ضغط عالٍ لتشكيل شكل معين (مثل الأسطواني أو الرقائقي).
• القولبة بالحقن: تُسخن الخلطة وتُصبح بلاستيكية ثم تُحقن في القالب، وهي مناسبة لتصنيع الأجزاء ذات الأشكال المعقدة أكثر.
• تشكيل الصب بالقالب: تُخلط الخليط مع المذيب ليشكل عجينة، ثم يُصنع ورقة رقيقة باستخدام مكشطة، ويمكن استخدامه لصنع أفلام تسخين مسطحة.

4. التلبيد

هذه هي المرحلة الأهم في العملية بأكملها.

تُوضع الأجسام غير المحمصة (الخضراء) في أفران التلبيد عالية الحرارة وتُعالَج بدرجات حرارة عالية تحت حماية غازات خاملة مثل الأرجون.

• تحليل العملية:
• مرحلة تفريغ المادة اللاصقة: قم بزيادة درجة الحرارة تدريجيًا للسماح بتفكك العامل المُلزق وعامل تكوين المسام والتطاير.
• مرحلة التلبيد عند درجات الحرارة العالية: تسخين حتى أكثر من 1600°م - 2000°م، مما يسمح لجزيئات كربيد السيليكون بالالتحام من خلال الانتشار في الطور الصلب أو التلبيد في الطور السائل، مشكلةً بنية شبكية ثلاثية الأبعاد كثيفة وقوية.

المساحة المتبقية بعد تطاير عامل تكوين المسام تشكل شبكة معقدة من المسام ذات الحجم الميكروني.

من خلال التحكم الدقيق في درجة حرارة التلبيد، والزمن، والجو المحيط، يمكن تنظيم المسامية وحجم المسام والتوزيع في المنتج النهائي بدقة.

5. تحضير الأقطاب المعدنية

إن الهيكل الخزفي المسامي بعد التلبيد لا يوصل الكهرباء، ويحتاج إلى طلاء أو تضمين أقطاب معدنية في مناطق محددة.

عادةً، يتم تثبيت معاجين موصلة مثل معجون الفضة ومعجون الفضة-البلاديوم على سطح الخزف باستخدام طباعة الشاشة أو الرش، ثم يتم ربط القطب المعدني بشكل محكم بالركيزة الخزفية من خلال عملية تلبيد ثانوية (تلبيد عند درجة حرارة منخفضة).

6. المعالجة اللاحقة والتفتيش

قم بقطع المنتجات النهائية وتنظيفها لإزالة الحواف الخشنة والشوائب.

أُجرِ اختبارات أداء صارمة، تشمل قيمة المقاومة، والمسامية، وتوزيع حجم المسام، وعيوب المظهر، إلخ، لضمان اتساق أداء كل نواة تبخيرة.

7. ميزة القلب الذري المُرشّش الخزفي المسامي من كربيد السيليكون:

• الحياد الكيميائي: يتمتع كربيد السيليكون باستقرار كيميائي ممتاز ولا يتفاعل مع معظم السوائل.
• مقاومة الأكسدة عند درجات الحرارة العالية: يتمتع بمقاومة قوية للأكسدة في البيئات التشغيلية ذات درجات الحرارة العالية، ولا يتأثر بالشيخوخة بسهولة، ويتميز بانخفاض بطيء في الأداء.
• القوة الميكانيكية العالية: يتمتع الخزف المُلبد من كربيد السيليكون بهيكل متين ومقاوم للتآكل، وعادةً ما يكون عمره الافتراضي أطول من نوى القطن الحلزونية التقليدية.

المواصفات الفنية

تتمتع نواة التبخير الخزفية بالاختلافات التالية مقارنةً بأجهزة التبخير التقليدية ذات النواة القطنية: