(Metalliseeritud keraamikaTootjaWintrusetk)
Keraamiline metalliseerimineon keraamilisele pinnale tugevalt nakkuva metallkatte kandmise tehnika. See on ülioluline samm, kuna keraamika ei ole oma olemuselt jootmiseks märgutav. Metalliseeritud kiht muudab need joodetavaks, pakkudes vajaliku aluse tugevate keraamika-metalli ühenduste moodustamiseks.
Allpool on ülevaade neljast peamisest meetodist, mida tänapäeval tööstuses kasutatakse.
1. Molübdeen-mangaan (Mo-Mn)Meetod: tööstusstandard
TheMo-Mnprotsess on kõige sagedamini kasutatav ja väljakujunenud keraamilise metalliseerimise tehnoloogia. Alates 20. sajandi keskpaigast on see olnud standardmeetod suure töökindlusega tihendite tootmiseks vaakumelektroonikas ja kosmosetööstuses.
Protsessi põhimõte:tulekindla molübdeenipulbri, mangaanipulbri ja aktivaatorite (nt Al2O3, SiO2 ja CaO) suspensiooni valmistamine orgaanilises sideaines. See lobri kantakse keraamilisele pinnale ja paagutatakse kõrgel temperatuuril (1300-1600°C) niiskes vesiniku keskkonnas (kastepunkt = +30°C).
Eelised: Sellel on kõrge tihendustugevus (kuni 60,2 ± 7,7 MPa aktiveeritud meetodil) ja suurepärane vaakumtihedus (lekkekiirus on nii madal kui 2,3 × 10–1¹ Pa·m³/s). Protsess võimaldab teha mitu ümbertöötlemise tsüklit ja saada kasu laiast ja andestavast protsessiaknast.
Piirangud:Kõrged paagutamistemperatuurid võivad muuta keraamika omadusi. Protsess nõuab tohutuid vesinikahju seadmeid, mille tulemuseks on pikk tsükliaeg. Lisaks ei sobi see eeloksüdeerimisprotsessi puudumisel kokku mitteoksiidkeraamikaga, nagu AlN.
2. Kaaspõletusmeetod: lubage mitmekihiline juhtmestik
Koospõletamise meetod hõlmab metalliseerimist otse keraamilise paagutamisprotsessi. Peamine eeldus on "rohelise keraamika koospõletamine", mis hõlmab tulekindla metallipasta (nt volfram, molübdeen või molübdeen-mangaan) siiditrükkimist põletamata (rohelistele) keraamilistele lehtedele. Seejärel ühendatakse need lehed kokku ja sulatatakse kokku, et ühes etapis viia lõpule nii keraamiline tihendamine kui ka sisemine metalliseerimine.
3. Otseühendatud vask (DBC)on optimeeritud energia hajutamiseks
Otseühendatud vask (DBC)töötati välja 1970. aastatel ja algselt turustas GE Ameerika Ühendriikides. Sellest on nüüdseks saanud suure võimsusega IGBT-moodulite ja LED-soojust hajutavate substraatide standardtehnoloogia. See protsess hõlmab vaskfooliumi otsest sidumist keraamilise aluspinnaga, mille tulemuseks on kõrge soojusjuhtivusega ja elektriisolatsiooniga struktuur.
4. Aktiivne metallijootmine (AMB): üheastmeline tihendamise revolutsioon
Active Metal Brazing (AMB) on märkimisväärne uuendus, mis ühendab metalliseerimise ja kõvajoodisega jootmise üheks lihtsustatud protsessiks. See saavutatakse aktiivsete elementide, nagu Ti, Zr, Nb või V, sisseviimisega otse kõvajoodisega täitematerjalile. Kõrgetel temperatuuridel reageerivad need elemendid keemiliselt keraamikaga, moodustades metallilise sidemestruktuuriga reaktsioonikihi. Näited hõlmavad TiO, TiN ja Cu3Ti3O. See kiht võimaldab kõvajoodisega täitematerjalil keraamilist pinda otse niisutada.
Protsessi omadused:
Lihtsustatud töövoog: kaob vajadus eraldi eelmetalliseerimisetapi järele.
Madalamad töötlemistemperatuurid: kõvajoodisjootmine toimub suhteliselt madalatel temperatuuridel (800–950 °C).
Kontrollitud atmosfäär: toimige vaakumis või kõrge puhtusastmega inertses atmosfääris, et vältida aktiivsete komponentide oksüdeerumist.
Materjali mitmekülgsus: sobib keraamikale nagu Al2O3, AlN ja Si3N4.
