(Kovar do Alumina PartProduce byWintrustek)

I. Pregled Kovara

Kovar je ekspanziona legura na bazi željeza-nikl-kobalta čija je glavna karakteristika da njen koeficijent toplinske ekspanzije odgovara koeficijentu nekih tvrdih stakla i keramike (kao što je glinica) u određenom temperaturnom rasponu. Ova karakteristika ga čini osnovnim materijalom za zaptivanje u elektronskom pakovanju, vazduhoplovstvu, laserima i drugim industrijama. Obično se koristi za proizvodnju metalnih komponenti za hermetičko zaptivanje staklom ili keramikom.

Oznaka "4J" za precizne legure prema kineskom nacionalnom standardu (GB) predstavlja legure koje imaju karakteristike ekspanzije koje se "približavaju" (J) određenoj vrijednosti.

II. Detaljna analiza tri razreda Kovar

Uobičajenost: Sva tri su zasnovana na Fe-Ni-Co i imaju svojstva ekspanzije slična tvrdom staklu i keramici. Krivulje toplinske ekspanzije, Curie temperature i mehaničke karakteristike značajno variraju kao rezultat blagih promjena sastava.

1. 4J29 (the most classic and widely used Kovar)

Tipičan sastav:Fe-29Ni-17Co, sa manjim dodacima deoksidirajućih elemenata kao što su mangan i silicijum.

Karakteristike proširenja: Prosječni koeficijent linearne ekspanzije vrlo usklađen sa staklom DM-308 grupe molibdena i 92-96% aluminijske keramike u rasponu od 20-450°C.

Ključni parametri:

• Curie temperatura: Približno 430°C (gubi feromagnetna svojstva iznad ove temperature).

• Odgovarajući materijali: keramika sa visokim sadržajem aluminijuma, stakla sa molibdenskom grupom.

• Površinska obrada: Obično zahtijeva nikl ili pozlaćenje kako bi se poboljšala sposobnost lemljenja i otpornost na koroziju.

• Primarne primjene: mikrovalne cijevi, laseri, kućišta integriranih kola, visokopouzdani releji, zatvoreni konektori iz svemira.

2. 4J33 i 4J34 (poboljšani Kovar)

Ove legure su varijante razvijene za rješavanje nedostataka 4J29 (kao što su povišeni niskotemperaturni koeficijenti ekspanzije), s višim Curie temperaturama.

Razlike u sastavu:

• 4J33: Fe-33Ni-14Co (reduced cobalt, increased nickel).

• 4J34: Fe-31Ni-15Co (composition intermediate between the two).

Karakteristike proširenja:Na sobnoj temperaturi do približno 300°C, koeficijent ekspanzije je nešto niži od 4J29, što nudi bolju kompatibilnost sa određenim specijalnim staklima ili keramikom.

Ključna prednost—visoka temperatura Curie:

• 4J29: ~430°C

• 4J33: ~500°C

• 4J34: ~480°C

značaj:Viša Curie temperatura osigurava da materijal ostane nemagnetičan na povišenim radnim temperaturama, sprječavajući magnetske smetnje sa visokofrekventnim, visoko preciznim instrumentima.

Odabir primjene: Prikladno za okruženja s visokim temperaturama ili aplikacije osjetljive na magnet, ili odabrano na osnovu testova podudaranja krivulje ekspanzije sa specifičnim materijalima za brtvljenje.

III. Osnovne prednosti lemljenja Kovara glinicom keramikom

Plinonepropusno hermetičko brtvljenje kovarske i aluminijske keramike lemljenjem je vitalna tehnologija u modernoj elektroničkoj ambalaži, sa sljedećim primarnim prednostima:

1. Izuzetna usklađenost termičke ekspanzije (osnovna prednost)

Prilikom hlađenja od lemljenja na sobnu temperaturu, iste stope kontrakcije oba materijala uvelike smanjuju zaostalo toplotno naprezanje na spoju. Ovo uspješno eliminira pucanje keramike i lomove šavova lemljenja, što rezultira maksimalnom pouzdanošću.

2. Postizanje visoke plinske nepropusnosti

Stope curenja helijuma u zrelim sistemima često padaju ispod 1×10⁻⁸ Pa·m³/s za zatvorene komponente, efikasno izolujući spoljnu vlagu i kiseonik. Ovo ispunjava stroge zahtjeve pouzdanosti za avio-svemirske, vojne i druge aplikacije visoke potražnje.

3. Vrhunska mehanička čvrstoća i integritet strukture

Kovar prpruža snažnu mehaničku potporu i žilavost, dok aluminijska keramika daje odličnu izolaciju i tvrdoću. Lemljenje ovih materijala rezultira robusnom kompozitnom strukturom sa zaštitnim i funkcionalnim karakteristikama.

4. Zreli procesi i visoka pouzdanost

Konstruiran je konzistentan procesni lanac, koji uključuje metalizaciju keramike (molibden-mangan tehnika), niklovanje, montažu sa komponentama Kovar i lemljenje u vakuumu/zaštitnom okruženju. Proces je vrlo kontroliran, pogodan za masovnu proizvodnju i proizvodi visoke prinose uz dosljedan kvalitet.

IV. Sažetak poređenja i preporuke za odabir

Ⅴ. Zaključak

Unutar porodice Kovar, 4J29 je standardni i preporučeni materijal za lemljenje keramike s visokim sadržajem glinice, pružajući dobar balans performansi, cijene i pouzdanosti. 4J33/34 je poboljšanje performansi za posebne aplikacije koje zahtijevaju veće radne temperature ili rigorozne nemagnetne karakteristike.Lemljenje Kovara aluminijskom keramikom, koji je podržan njihovim usklađivanjem termičke ekspanzije, postao je industrijski standard za hermetičko pakovanje visokopouzdanih elektronskih i optoelektronskih komponenti.