(Metalloitu keramiikkaTuottajaWintrusetk)
Keraaminen metallointion tekniikka erittäin tarttuvan metallipinnoitteen kerrostamiseksi keraamiselle pinnalle. Tämä on tärkeä vaihe, koska keramiikka on luonnostaan kastumaton juotoksille. Metalloitu kerros tekee niistä juotettavia ja tarjoaa tarvittavan perustan vahvojen keraamisten ja metallien välisten liitosten muodostamiselle.
Alla on katsaus neljään teollisuudessa nykyään käytettävään ensisijaiseen menetelmään.
1. Molybdeeni-mangaani (Mo-Mn)Menetelmä: teollinen standardi
TheMa-Mnprosessi on yleisimmin käytetty ja vakiintunut keraaminen metallointitekniikka. 1900-luvun puolivälistä lähtien se on ollut vakiomenetelmä erittäin luotettavien tiivisteiden valmistuksessa tyhjiöelektroniikassa ja ilmailusovelluksissa.
Prosessin periaate:tulenkestävän molybdeenijauheen, mangaanijauheen ja aktivaattoreiden (esim. Al203, Si02 ja CaO) lietteen valmistaminen orgaanisessa sideaineessa. Tämä liete levitetään keraamiselle pinnalle ja sintrataan korkeissa lämpötiloissa (1300-1600°C) kosteassa vetyympäristössä (kastepiste = +30°C).
Edut: Se tarjoaa korkean tiivistyslujuuden (jopa 60,2±7,7 MPa aktivoidulla menetelmällä) ja erinomaisen alipainetiiviyden (vuotonopeudella niinkin alhainen kuin 2,3×10⁻¹¹ Pa·m³/s). Prosessi mahdollistaa useita uudelleenkäsittelysyklejä ja hyötyy laajasta, anteeksiantavasta prosessiikkunasta.
Rajoitukset:Korkeat sintrauslämpötilat voivat muuttaa keramiikan ominaisuuksia. Prosessi vaatii valtavan vetyuunilaitteiston, mikä johtaa pitkän syklin ajan. Lisäksi se ei ole yhteensopiva ei-oksidikeramiikan, kuten AlN:n, kanssa esihapetusprosessin puuttuessa.
2. Yhteissytytysmenetelmä: Ota monikerroksinen johdotus käyttöön
Yhteispolttomenetelmässä metallointi yhdistetään suoraan keraamiseen sintrausprosessiin. Päälähtökohtana on "vihreän keramiikan yhteispoltto", johon kuuluu tulenkestävän metallipastan (kuten volframi, molybdeeni tai molybdeeni-mangaani) silkkipainaminen polttamattomille (vihreille) keraamisille levyille. Nämä levyt sitten liimataan ja sulatetaan yhteen keraamisen tiivistymisen ja sisäisen metalloinnin suorittamiseksi yhdessä vaiheessa.
3. Suorasidottu kupari (DBC)on optimoitu tehon hajauttamiseen
Suorasidottu kupari (DBC)kehitettiin 1970-luvulla ja alun perin kaupallisti GE Yhdysvalloissa. Siitä on nyt tullut vakiotekniikka suuritehoisille IGBT-moduuleille ja LED-lämmönpoistoalustoille. Tämä prosessi sisältää kuparifolion liittämisen suoraan keraamiseen alustaan, mikä johtaa rakenteeseen, jolla on korkea lämmönjohtavuus ja sähköeristys.
4. Aktiivinen metallijuotto (AMB): One-Step Sealing Revolution
Active Metal Brazing (AMB) on merkittävä innovaatio, joka yhdistää metalloinnin ja juotuksen yhdeksi yksinkertaistetuksi prosessiksi. Tämä saadaan aikaan lisäämällä aktiivisia elementtejä, kuten Ti, Zr, Nb tai V, suoraan juotostäytemetalliin. Korkeissa lämpötiloissa nämä alkuaineet reagoivat kemiallisesti keramiikan kanssa muodostaen metallisen sidosrakenteen omaavan reaktiokerroksen. Esimerkkejä ovat TiO, TiN ja Cu3Ti3O. Tämä kerros sallii juotostäytemetallin kostuttaa keraamisen pinnan suoraan.
Prosessin ominaisuudet:
Yksinkertaistettu työnkulku: Emmentää erillisen esimetallointivaiheen tarpeen.
Alhaiset käsittelylämpötilat: Juottaminen tapahtuu suhteellisen alhaisissa lämpötiloissa (800–950 °C).
Kontrolloitu ilmakehä: Suorita tyhjiössä tai erittäin puhtaassa inertissä ilmakehässä aktiivisten komponenttien hapettumisen estämiseksi.
Materiaalin monipuolisuus: Sopii keramiikkaan, kuten Al2O3, AlN ja Si3N4.
