本次測試案例為氧化鋁陶瓷板與黃銅板的整面貼合。產品規劃在貼合後,再於陶瓷表面進行鍍銅並配置晶片;下層黃銅則預留作為後續散熱結構加工的基礎,協助處理元件運作產生的熱量。
由於陶瓷板厚度較薄,加工溫度過高或受力不均都可能增加碎裂風險;另一方面,陶瓷與黃銅的熱膨脹特性不同,升溫與冷卻也可能造成不平整。因此,本案以不超過250°C的低溫貼合製程進行測試,以降低高溫造成的材料變形、氧化及陶瓷損傷。
陶瓷具有絕緣、耐熱等材料特性,金屬則可進一步製作導熱或散熱結構。當產品同時需要陶瓷表面功能與金屬支撐或散熱設計時,可依材料、尺寸及後續用途,評估採用陶瓷板與金屬板兩層低溫貼合。
上述數據為本次測試製程條件,並非所有產品的固定規格。實際可製作尺寸、材料厚度、總厚度公差及允收標準,仍需依客戶圖面、材料狀況與使用需求個別評估。
陶瓷耐熱,但同時具有較脆、對局部應力敏感的特性。尤其陶瓷板厚度較薄時,如果升溫過高、加熱時間過長或治具壓力分布不均,可能造成裂紋、崩角或碎裂。低溫貼合的重點,是在完成接合的同時,減少材料承受不必要的高溫負荷。
黃銅與氧化鋁陶瓷的熱膨脹行為不同。貼合製程經歷升溫與冷卻後,兩種材料的尺寸變化量並不一致,可能形成殘留應力與輕微翹曲。降低製程溫度並控制加熱時間、加壓狀態及冷卻條件,有助於減少不平整狀況。
黃銅受熱後無可避免可能產生一定程度的氧化與色澤變化。製程控制需避免嚴重黑化,同時兼顧貼合完整性。若成品另有外觀、鍍層或後續加工要求,建議測試階段先確認可接受的表面狀態。
經測試,氧化鋁陶瓷板除了可與黃銅板進行兩層低溫貼合,也可依產品功能評估與不鏽鋼板貼合。不同金屬的熱膨脹、表面狀態、強度及後續用途並不相同,因此不能只更換材料名稱後沿用相同製程條件,仍需重新確認尺寸、厚度、接合面積、溫度與允收標準。
目前此項製程以陶瓷板+單一金屬板的兩層結構為主要評估方向。若產品包含孔洞、溝槽、台階或複雜外形,尤其貼合前的薄陶瓷板已有孔洞,可能提高破裂風險,需先提供完整圖面確認。
陶瓷與金屬屬異材接合,實際條件會受到材料、尺寸與後續用途影響。為利初步評估,建議提供以下資訊:
若尚未建立明確允收標準,可先安排測試製作,再由客戶依實際用途確認接合、平整度及外觀是否符合需求。若產品要求高精度平整度,則需另行進行細部溫度與製程測試,不能直接以一般貼合條件推定。
如有氧化鋁陶瓷板與黃銅板、不鏽鋼板兩層貼合需求,歡迎提供材質、尺寸、厚度、圖面、數量與後續用途,由信昌精密依實際條件評估。聯絡信箱:info@hcpm.com.tw