(Metalizirana keramikaProducent byWintrusetk)
Metalizacija keramikeje tehnika nanošenja visoko prionjivog metalnog premaza na keramičku površinu. Ovo je vitalni korak budući da je keramika inherentno nemočiva za lemljenje. Metalizirani sloj ih čini lemljivim, pružajući neophodnu osnovu za formiranje jakih veza između keramike i metala.
Ispod je pregled četiri primarne metode koje se danas koriste u industriji.
1. molibden-mangan (Mo-Mn)Metoda: Industrijski standard
TheMo-MnProces je najčešće korištena i dobro uspostavljena tehnologija metalizacije keramike. Od sredine dvadesetog veka, to je standardna metoda za proizvodnju visokopouzdanih zaptivki u vakuumskoj elektronici i vazduhoplovnim aplikacijama.
Princip procesa:priprema kaše od vatrostalnog molibdenskog praha, mangana u prahu i aktivatora (npr. Al2O3, SiO2 i CaO) u organskom vezivu. Ova suspenzija se nanosi na površinu keramike i sinteruje na visokim temperaturama (1300-1600°C) u vlažnom vodoničnom okruženju (tačka rose = +30°C).
Prednosti: Nudi visoku čvrstoću zaptivanja (dostiže do 60,2±7,7 MPa sa aktiviranom metodom) i odličnu vakumsku nepropusnost (sa stopom curenja od samo 2,3×10⁻¹¹ Pa·m³/s). Proces omogućava višestruke cikluse prerade i koristi od širokog prozora procesa koji oprašta.
Ograničenja:Visoke temperature sinterovanja mogu promijeniti karakteristike keramike. Proces zahtijeva ogromnu opremu za peći na vodik, što rezultira dugim ciklusom. Nadalje, nije kompatibilan s neoksidnom keramikom kao što je AlN u odsustvu procesa preoksidacije.
2. Način zajedničkog paljenja: Omogućite višeslojno ožičenje
Metoda zajedničkog pečenja uključuje metalizaciju direktno u proces sinterovanja keramike. Glavna premisa je "ko-pečenje zelene keramike", što uključuje sitotisak vatrostalne metalne paste (kao što je volfram, molibden ili molibden-mangan) na nepečene (zelene) keramičke ploče. Ovi listovi se zatim spajaju i spajaju kako bi se završila i zgušnjavanje keramike i unutrašnja metalizacija u jednom koraku.
3. Direktno vezani bakar (DBC)je optimiziran za disipaciju snage
Direktno vezani bakar (DBC)razvijen je 1970-ih i prvobitno komercijaliziran od strane GE u Sjedinjenim Državama. Sada je postala standardna tehnologija za IGBT module velike snage i LED podloge za rasipanje topline. Ovaj proces uključuje direktno vezivanje bakarne folije na keramičku podlogu, što rezultira strukturom visoke toplotne provodljivosti i električne izolacije.
4. Aktivno lemljenje metala (AMB): Revolucija zaptivanja u jednom koraku
Aktivno lemljenje metala (AMB) je značajna inovacija koja kombinuje metalizaciju i lemljenje u jedan, pojednostavljeni proces. Ovo se postiže uvođenjem aktivnih elemenata, kao što su Ti, Zr, Nb, ili V, direktno u dodatni metal za lemljenje. Na visokim temperaturama, ovi elementi kemijski reagiraju s keramikom kako bi se stvorio reakcijski sloj sa strukturom metalne veze. Primjeri uključuju TiO, TiN i Cu3Ti3O. Ovaj sloj omogućava dodatnom metalu za lemljenje da direktno navlaži površinu keramike.
Karakteristike procesa:
Pojednostavljen tok rada: Uklanja potrebu za posebnim korakom prije metalizacije.
Niže temperature obrade: Lemljenje se odvija na relativno niskim temperaturama (800–950°C).
Kontrolisana atmosfera: Izvedite u vakuumu ili inertnoj atmosferi visoke čistoće kako biste spriječili oksidaciju aktivnih komponenti.
Svestranost materijala: Pogodno za keramiku kao što su Al2O3, AlN i Si3N4.
