(Metalizovaná keramikaProdukovalWintrusetk)
Pokovování keramikyje technika nanášení vysoce přilnavého kovového povlaku na keramický povrch. To je zásadní krok, protože keramika je ze své podstaty nesmáčivá pro pájku. Pokovená vrstva je činí pájitelnými a poskytuje nezbytný základ pro vytvoření pevných spojů keramika-kov.
Níže je uveden přehled čtyř hlavních metod používaných v dnešním průmyslu.
1. molybden-mangan (Mo-Mn)Metoda: Průmyslový standard
ThePo-Mnproces je nejčastěji používanou a osvědčenou technologií pokovování keramiky. Od poloviny dvacátého století je to standardní metoda výroby vysoce spolehlivých těsnění ve vakuové elektronice a leteckých aplikacích.
Princip procesu:přípravu suspenze žáruvzdorného molybdenového prášku, manganového prášku a aktivátorů (např. Al203, Si02 a CaO) v organickém pojivu. Tato kaše se nanáší na keramický povrch a slinuje při vysokých teplotách (1300-1600°C) ve vlhkém vodíkovém prostředí (rosný bod = +30°C).
výhody: Nabízí vysokou těsnicí pevnost (dosahující až 60,2±7,7 MPa při aktivované metodě) a vynikající vakuovou těsnost (s mírou úniku již 2,3×10⁻¹¹ Pa·m³/s). Tento proces umožňuje více cyklů přepracování a těží z širokého, shovívavého procesního okna.
Omezení:Vysoké teploty slinování mohou změnit vlastnosti keramiky. Proces vyžaduje velké vybavení vodíkové pece, což má za následek dlouhou dobu cyklu. Kromě toho je nekompatibilní s neoxidovou keramikou, jako je AlN, v nepřítomnosti předoxidačního procesu.
2. Metoda společného vypalování: Povolte vícevrstvé zapojení
Metoda společného vypalování zahrnuje metalizaci přímo do procesu spékání keramiky. Hlavním předpokladem je „současné vypalování zelené keramiky“, které zahrnuje sítotisk žáruvzdorné kovové pasty (jako je wolfram, molybden nebo molybden-mangan) na nevypálené (zelené) keramické desky. Tyto plechy jsou poté spojeny a taveny dohromady, aby bylo dokončeno jak zhuštění keramiky, tak vnitřní metalizace v jednom kroku.
3. Přímá lepená měď (DBC)je optimalizována pro ztrátový výkon
Přímá lepená měď (DBC)byl vyvinut v 70. letech 20. století a původně komercializován společností GE ve Spojených státech. Nyní se stala standardní technologií pro vysoce výkonné moduly IGBT a substráty pro rozptyl tepla LED. Tento proces zahrnuje přímé připojení měděné fólie ke keramickému substrátu, výsledkem čehož je struktura s vysokou tepelnou vodivostí a elektrickou izolací.
4. Aktivní pájení kovů (AMB): Jednokroková revoluce těsnění
Active Metal Brazing (AMB) je významnou inovací, která kombinuje metalizaci a pájení do jediného zjednodušeného procesu. Toho je dosaženo zavedením aktivních prvků, jako je Ti, Zr, Nb nebo V, přímo do přídavného kovu pro tvrdé pájení. Při vysokých teplotách tyto prvky chemicky reagují s keramikou a vytvářejí reakční vrstvu se strukturou kovové vazby. Příklady zahrnují TiO, TiN a Cu3Ti3O. Tato vrstva umožňuje pájecímu přídavnému kovu přímo navlhčit keramický povrch.
Vlastnosti procesu:
Zjednodušený pracovní postup: Odstraňuje potřebu samostatného kroku předběžné metalizace.
Nižší teploty zpracování: Pájení probíhá při relativně nízkých teplotách (800–950 °C).
Řízená atmosféra: Provádějte ve vakuu nebo vysoce čisté inertní atmosféře, abyste zabránili oxidaci aktivních složek.
Všestrannost materiálu: Vhodné pro keramiku jako Al2O3, AlN a Si3N4.
