(Kovar kuni alumiiniumoksiidi osaTootjaWintrustek)

I. Kovari ülevaade

Kovar on raud-nikkel-koobaltipõhine paisumissulam, mille peamine omadus on see, et selle soojuspaisumiskoefitsient ühtib teatud temperatuurivahemikus teatud kõvade klaaside ja keraamika (nt alumiiniumoksiid) omaga. See funktsioon muudab selle oluliseks tihendusmaterjaliks elektroonikapakendites, kosmosetööstuses, laserites ja muudes tööstusharudes. Tavaliselt kasutatakse seda metallosade valmistamiseks klaasi või keraamikaga hermeetiliseks tihendamiseks.

Hiina riikliku standardi (GB) kohaste täppissulamite tähistus "4J" tähistab sulameid, mille paisumisomadused "lähenevad" (J) teatud väärtusele.

II. Kolme Kovari klassi üksikasjalik analüüs

Ühisus: kõik kolm põhinevad Fe-Ni-Co-l ja neil on kõva klaasi ja keraamikaga sarnased paisumisomadused. Soojuspaisumise kõverad, Curie temperatuurid ja mehaanilised omadused varieeruvad märkimisväärselt väikeste koostise muutuste tõttu.

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

Tüüpiline koostis:Fe-29Ni-17Co, millele on lisatud vähesel määral deoksüdeerivaid elemente, nagu mangaan ja räni.

Laiendusomadused: Keskmine lineaarne paisumistegur sobib hästi DM-308 molübdeenirühma klaasi ja 92–96% alumiiniumoksiidi keraamikaga vahemikus 20–450 °C.

Põhiparameetrid:

• Curie temperatuur: umbes 430°C (üle selle temperatuuri kaotab ferromagnetilised omadused).

• Sobivad materjalid: kõrge alumiiniumoksiidiga keraamika, molübdeenirühma klaasid.

• Pinnatöötlus: jootmise ja korrosioonikindluse suurendamiseks on tavaliselt vaja nikli või kullaga katmist.

• Peamised kasutusalad: mikrolainetorud, laserid, integraallülituse korpused, suure töökindlusega releed, õhusõidukiga suletud pistikud.

2. 4J33 ja 4J34 (täiustatud Kovar)

Need sulamid on variandid, mis on välja töötatud 4J29 puuduste (nt kõrgendatud madala temperatuuri paisumiskoefitsientide) kõrvaldamiseks, millel on kõrgem Curie temperatuur.

Kompositsiooni erinevused:

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

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

Laiendusomadused:Toatemperatuuril kuni ligikaudu 300 °C on paisumistegur veidi madalam kui 4J29, pakkudes paremat ühilduvust teatud eriklaaside või keraamikaga.

Peamine eelis – kõrge Curie temperatuur:

• 4J29: ~430°C

• 4J33: ~500°C

• 4J34: ~480°C

Tähtsus:Kõrgem Curie temperatuur tagab, et materjal ei jää kõrgetel töötemperatuuridel magnetiliseks, vältides magnetilisi häireid kõrgsageduslike ja ülitäpsete instrumentidega.

Rakenduse valik: sobib kõrge temperatuuriga keskkondades või magnetiliselt tundlikes rakendustes või valitakse paisumiskõverate vastavustestide põhjal konkreetsete tihendusmaterjalidega.

III. Kovari kõvajoodisega jootmise peamised eelised alumiiniumoksiidi keraamikaga

Kovari ja alumiiniumoksiidi keraamika gaasikindel hermeetiline tihendamine kõvajoodisega jootmise teel on tänapäevastes elektroonikapakendites ülitähtis tehnoloogia, millel on järgmised peamised eelised:

1. Erandlik soojuspaisumise sobivus (põhiline eelis)

Jahutamisel kõvajoodisjootmiselt toatemperatuurini vähendavad mõlema materjali samad kokkutõmbumiskiirused oluliselt vuugi jääksoojuspinget. See kõrvaldab edukalt keraamiliste pragude ja kõvajoodisjootmise õmbluse purunemise, mille tulemuseks on maksimaalne töökindlus.

2. Suure gaasitiheduse saavutamine

Heeliumi lekkekiirus küpsetes süsteemides langeb suletud komponentide puhul sageli alla 1 × 10⁻⁸ Pa·m³/s, eraldades tõhusalt välise niiskuse ja hapniku. See vastab kosmose-, sõjaliste ja muude suure nõudlusega rakenduste rangetele töökindlusnõuetele.

3. Suurepärane mehaaniline tugevus ja konstruktsiooni terviklikkus

Kovari provides tugev mehaaniline tugi ja sitkus, samas kui alumiiniumoksiidi keraamika annab suurepärase isolatsiooni ja kõvaduse. Nende materjalide kõvajoodisega jootmisel saadakse tugev komposiitkonstruktsioon, millel on nii kaitsvad kui ka funktsionaalsed omadused.

4. Küpsemad protsessid ja kõrge usaldusväärsus

Loodud on järjepidev protsessiahel, mis hõlmab keraamilist metalliseerimist (molübdeen-mangaani tehnika), nikeldamist, Kovari komponentidega kokkupanekut ja vaakum-/kaitsekeskkonna kõvajoodisjootmist. Protsess on hästi kontrollitav, sobib masstootmiseks ja annab kõrge saagise ühtlase kvaliteediga.

IV. Kokkuvõte Võrdlus ja valikusoovitused

Ⅴ. Järeldus

Kovari tooteperekonnas on 4J29 standardne ja soovitatav materjal kõrge alumiiniumoksiidisisaldusega keraamika kõvajoodisjootmiseks, mis tagab hea jõudluse, kulude ja töökindluse tasakaalu. 4J33/34 on jõudluse parandamine teatud rakenduste jaoks, mis nõuavad kõrgemat töötemperatuuri või rangeid mittemagnetilisi omadusi.Kovari kõvajoodisjootmine alumiiniumoksiidkeraamikaga, mida toetab nende soojuspaisumise sobivus, on saanud tööstusstandardiks kõrge töökindlusega elektrooniliste ja optoelektrooniliste komponentide hermeetilisel pakendamisel.