(Метализирана керамикаПроизведено отWintrusetk)
Керамична метализацияе техника за нанасяне на метално покритие с висока адхезия върху керамична повърхност. Това е жизненоважна стъпка, тъй като керамиката по своята същност не може да се омокря за запояване. Метализираният слой ги прави запояващи, осигурявайки необходимата основа за формиране на здрави връзки керамика-метал.
По-долу е даден преглед на четирите основни метода, използвани в индустрията днес.
1. Молибден-манган (Mo-Mn)Метод: Индустриалният стандарт
Theпн-мнпроцесът е най-често използваната и добре утвърдена технология за керамична метализация. От средата на двадесети век това е стандартният метод за производство на високонадеждни уплътнения във вакуумна електроника и космически приложения.
Принцип на процеса:приготвяне на суспензия от огнеупорен молибденов прах, манганов прах и активатори (напр. Al2O3, SiO2 и CaO) в органично свързващо вещество. Тази суспензия се нанася върху керамичната повърхност и се синтерова при високи температури (1300-1600°C) във влажна водородна среда (точка на оросяване = +30°C).
Предимства: Той предлага висока якост на запечатване (достигаща до 60,2±7,7 MPa с активирания метод) и отлична вакуумна плътност (със скорост на изтичане едва 2,3×10⁻¹¹ Pa·m³/s). Процесът позволява множество цикли на преработка и се възползва от широк, прощаващ прозорец на процеса.
Ограничения:Високите температури на синтероване могат да променят характеристиките на керамиката. Процесът налага огромно оборудване за водородна пещ, което води до дълго време на цикъла. Освен това, той е несъвместим с неоксидна керамика като AlN при липса на процес на предварително окисление.
2. Метод на съвместно изгаряне: Активирайте многослойно окабеляване
Методът на съвместно изпичане включва метализация директно в процеса на синтероване на керамика. Основната предпоставка е „съвместно изпичане на зелена керамика“, което включва ситопечат на огнеупорна метална паста (като волфрам, молибден или молибден-манган) върху неизпечени (зелени) керамични листове. След това тези листове се свързват и сливат заедно, за да завършат керамичното уплътняване и вътрешната метализация в една стъпка.
3. Директно свързана мед (DBC)е оптимизиран за разсейване на мощността
Директно свързана мед (DBC)е разработен през 1970 г. и първоначално комерсиализиран от GE в Съединените щати. Сега това се е превърнало в стандартна технология за високомощни IGBT модули и LED топлоразсейващи субстрати. Този процес включва директно залепване на медно фолио към керамичен субстрат, което води до структура с висока топлопроводимост и електрическа изолация.
4. Активно запояване на метал (AMB): Революцията на запечатването в една стъпка
Активното запояване на метал (AMB) е значителна иновация, която съчетава метализацията и спояването в един, опростен процес. Това се постига чрез въвеждане на активни елементи, като Ti, Zr, Nb или V, директно към добавъчния метал за спояване. При високи температури тези елементи реагират химически с керамиката, за да генерират реакционен слой със структура на метална връзка. Примерите включват TiO, TiN и Cu3Ti3O. Този слой позволява на спояващия добавъчен метал да овлажнява директно керамичната повърхност.
Характеристики на процеса:
Опростен работен процес: Елиминира необходимостта от отделна стъпка за предварително метализиране.
По-ниски температури на обработка: Запояването става при сравнително ниски температури (800–950°C).
Контролирана атмосфера: Извършете във вакуум или инертна атмосфера с висока чистота, за да предотвратите окисляването на активните компоненти.
Универсалност на материала: Подходящ за керамика като Al2O3, AlN и Si3N4.
