Stampaggio di substrati per circuiti stampati in ceramica: i metodi più comunemente utilizzati

In questo post del blog esamineremo i metodi più comuni utilizzati per modellare i substrati dei circuiti stampati in ceramica.

Lo stampaggio dei substrati dei circuiti stampati in ceramica è un processo importante nella produzione di apparecchiature elettroniche. I substrati ceramici hanno un'eccellente stabilità termica, un'elevata resistenza meccanica e una bassa dilatazione termica, che li rendono ideali per applicazioni quali l'elettronica di potenza, la tecnologia LED e l'elettronica automobilistica.

1. Stampaggio:

Lo stampaggio è uno dei metodi più utilizzati per formare substrati di circuiti stampati in ceramica. Implica l'utilizzo di una pressa idraulica per comprimere la polvere ceramica in una forma predeterminata. La polvere viene prima miscelata con leganti e altri additivi per migliorarne la fluidità e la plasticità. La miscela viene quindi versata nella cavità dello stampo e viene applicata una pressione per compattare la polvere. Il compatto risultante viene quindi sinterizzato ad alte temperature per rimuovere il legante e fondere insieme le particelle ceramiche per formare un substrato solido.

2. Colata:

La fusione del nastro è un altro metodo popolare per la formazione di substrati di circuiti stampati in ceramica, in particolare per substrati sottili e flessibili. In questo metodo, una sospensione di polvere ceramica e solvente viene distribuita su una superficie piana, come una pellicola di plastica. Viene quindi utilizzata una racla o un rullo per controllare lo spessore dell'impasto liquido. Il solvente evapora lasciando un sottile nastro verde, che può poi essere tagliato nella forma desiderata. Il nastro verde viene quindi sinterizzato per rimuovere eventuali residui di solvente e legante, ottenendo un substrato ceramico denso.

3. Stampaggio ad iniezione:

Lo stampaggio a iniezione viene generalmente utilizzato per lo stampaggio di parti in plastica, ma può essere utilizzato anche per substrati di circuiti stampati in ceramica. Il metodo prevede l'iniezione di polvere ceramica miscelata con un legante nella cavità dello stampo ad alta pressione. Lo stampo viene quindi riscaldato per rimuovere il legante e il corpo verde risultante viene sinterizzato per ottenere il substrato ceramico finale. Lo stampaggio a iniezione offre i vantaggi di un'elevata velocità di produzione, di geometrie complesse delle parti e di un'eccellente precisione dimensionale.

4. Estrusione:

Lo stampaggio per estrusione viene utilizzato principalmente per formare substrati di circuiti stampati in ceramica con forme di sezione trasversale complesse, come tubi o cilindri. Il processo prevede la forzatura di un impasto ceramico plastificato attraverso uno stampo con la forma desiderata. La pasta viene quindi tagliata nelle lunghezze desiderate ed essiccata per rimuovere eventuali residui di umidità o solvente. Le parti verdi essiccate vengono poi cotte per ottenere il substrato ceramico finale. L'estrusione consente la produzione continua di substrati con dimensioni costanti.

5. Stampa 3D:

Con l’avvento della tecnologia di produzione additiva, la stampa 3D sta diventando un metodo praticabile per lo stampaggio di substrati di circuiti stampati in ceramica. Nella stampa 3D ceramica, la polvere ceramica viene miscelata con un legante per formare una pasta stampabile. Il liquame viene quindi depositato strato dopo strato, seguendo un disegno generato dal computer. Dopo la stampa, le parti verdi vengono sinterizzate per rimuovere il legante e fondere insieme le particelle ceramiche per formare un substrato solido. La stampa 3D offre una grande flessibilità di progettazione e può produrre substrati complessi e personalizzati.

Insomma

Lo stampaggio di substrati di circuiti stampati in ceramica può essere completato con vari metodi come stampaggio, fusione su nastro, stampaggio a iniezione, estrusione e stampa 3D. Ciascun metodo presenta i suoi vantaggi e la scelta si basa su fattori quali la forma desiderata, la produttività, la complessità e il costo. La scelta del metodo di formatura determina in ultima analisi la qualità e le prestazioni del substrato ceramico, rendendolo un passaggio fondamentale nel processo di produzione dei dispositivi elettronici.