(Gemetalliseerde keramiekGeproduseer deurWintrusetk)
Keramiese metalliseringis die tegniek om 'n hoogs hechtende metaalbedekking op 'n keramiekoppervlak aan te bring. Dit is 'n noodsaaklike stap aangesien keramiek inherent onnatbaar is om te soldeer. Die gemetalliseerde laag maak hulle soldeerbaar, wat die nodige basis bied vir die vorming van sterk keramiek-tot-metaal-verbindings.
Hieronder is 'n oorsig van die vier primêre metodes wat vandag in die bedryf gebruik word.
1. Molibdeen-Mangaan (Mo-Mn)Metode: Die Industriële Standaard
DieMa-Mnproses is die mees gebruikte en goed gevestigde keramiek metallisering tegnologie. Sedert die middel van die twintigste eeu is dit die standaardmetode vir die vervaardiging van hoëbetroubaarheidseëls in vakuumelektronika en lugvaarttoepassings.
Prosesbeginsel:die voorbereiding van 'n suspensie van vuurvaste molibdeenpoeier, mangaanpoeier en aktiveerders (bv. Al2O3, SiO2 en CaO) in 'n organiese bindmiddel. Hierdie suspensie word op die keramiekoppervlak toegedien en by hoë temperature (1300-1600°C) in 'n vogtige waterstofomgewing (doupunt = +30°C) gesinter.
Voordele: Dit bied hoë seëlsterkte (bereik tot 60.2±7.7 MPa met die geaktiveerde metode) en uitstekende vakuumdigtheid (met 'n lekkasietempo so laag as 2.3×10⁻¹¹ Pa·m³/s). Die proses maak voorsiening vir veelvuldige herwerksiklusse en trek voordeel uit 'n wye, vergewensgesinde prosesvenster.
Beperkings:Hoë sintertemperature kan keramiekkenmerke verander. Die proses noodsaak groot waterstofoondtoerusting, wat 'n lang siklustyd tot gevolg het. Verder is dit onversoenbaar met nie-oksied keramiek soos AlN in die afwesigheid van 'n pre-oksidasie proses.
2. Same-aanvuurmetode: Aktiveer meerlaagbedrading
Die saamverbrandingsmetode inkorporeer metallisering direk in die keramieksinterproses. Die belangrikste uitgangspunt is "samestook van groen keramiek," wat behels die skermdruk van 'n vuurvaste metaalpasta (soos wolfram, molibdeen of molibdeen-mangaan) op ongevuurde (groen) keramiekplate. Hierdie velle word dan gebind en saamgesmelt om beide keramiekverdigting en interne metallisering in een stap te voltooi.
3. Direkte gebonde koper (DBC)is geoptimaliseer vir kragdissipasie
Direkte gebonde koper (DBC)is in die 1970's ontwikkel en oorspronklik deur GE in die Verenigde State gekommersialiseer. Dit het nou die standaardtegnologie geword vir hoëkrag-IGBT-modules en LED-hitteafvoersubstrate. Hierdie proses sluit in om 'n koperfoelie direk aan 'n keramieksubstraat te bind, wat 'n struktuur met hoë hittegeleiding en elektriese isolasie tot gevolg het.
4. Aktiewe metaalsoldering (AMB): Die eenstap-seëlrevolusie
Active Metal Brazing (AMB) is 'n beduidende innovasie wat metallisering en soldering in 'n enkele, vereenvoudigde proses kombineer. Dit word bewerkstellig deur aktiewe elemente, soos Ti, Zr, Nb of V, direk aan die soldeervulmetaal in te voer. By hoë temperature reageer hierdie elemente chemies met die keramiek om 'n reaksielaag met 'n metaalbindingstruktuur te genereer. Voorbeelde sluit in TiO, TiN en Cu3Ti3O. Hierdie laag laat die soldeervulmetaal toe om die keramiekoppervlak direk te bevochtig.
Proses eienskappe:
Vereenvoudigde werkvloei: elimineer die behoefte aan 'n aparte voormetalliseringstap.
Laer verwerkingstemperature: Soldering vind plaas by relatief lae temperature (800–950 °C).
Beheerde atmosfeer: Doen in 'n vakuum of 'n hoë-suiwer inerte atmosfeer om oksidasie van aktiewe komponente te voorkom.
Materiaal veelsydigheid: Geskik vir keramiek soos Al2O3, AlN en Si3N4.
