(Kovarista alumiinioksidiosaanTuottajaWintrustek)

I. Yleiskatsaus Kovarista

Kovar on rauta-nikkeli-kobolttipohjainen laajeneva metalliseos, jonka pääominaisuus on, että sen lämpölaajenemiskerroin vastaa joidenkin kovien lasien ja keramiikan (kuten alumiinioksidin) lämpölaajenemiskerrointa tietyllä lämpötila-alueella. Tämä ominaisuus tekee siitä olennaisen tiivistysmateriaalin elektroniikkapakkauksissa, ilmailussa, lasereissa ja muilla teollisuudenaloilla. Sitä käytetään tyypillisesti metalliosien valmistukseen lasin tai keramiikan hermeettiseen sulkemiseen.

Nimitys "4J" tarkkuusseoksille Kiinan kansallisen standardin (GB) mukaisesti tarkoittaa metalliseoksia, joiden laajenemisominaisuudet "lähestelevät" (J) tiettyä arvoa.

II. Kolmen Kovar-luokan yksityiskohtainen analyysi

Yhtenäisyys: Kaikki kolme perustuvat Fe-Ni-Co:iin ja niillä on samanlaiset laajenemisominaisuudet kuin kovalla lasilla ja keramiikalla. Lämpölaajenemiskäyrät, Curie-lämpötilat ja mekaaniset ominaisuudet vaihtelevat merkittävästi pienten koostumusmuutosten seurauksena.

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

Tyypillinen koostumus:Fe-29Ni-17Co, jossa on pieniä lisäyksiä hapettumisenestoaineita, kuten mangaania ja piitä.

Laajennusominaisuudet: Keskimääräinen lineaarinen laajenemiskerroin, joka vastaa DM-308 molybdeeniryhmän lasia ja 92-96 % alumiinioksidikeramiikkaa 20-450°C lämpötila-alueella.

Pääparametrit:

• Curie-lämpötila: Noin 430 °C (menettää ferromagneettiset ominaisuudet tämän lämpötilan yläpuolella).

• Sopivat materiaalit: korkea-alumiinioksidikeramiikka, molybdeeniryhmän lasit.

• Pintakäsittely: Vaatii tyypillisesti nikkeli- tai kultapinnoituksen juotettavuuden ja korroosionkestävyyden parantamiseksi.

• Ensisijaiset sovellukset: Mikroaaltoputket, laserit, integroitujen piirien kotelot, erittäin luotettavat releet, ilmailu- ja avaruussuljetut liittimet.

2. 4J33 ja 4J34 (parannettu Kovar)

Nämä seokset ovat muunnelmia, jotka on kehitetty korjaamaan 4J29:n puutteita (kuten kohonneet matalan lämpötilan laajenemiskertoimet), ja niissä on korkeammat Curie-lämpötilat.

Koostumuserot:

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

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

Laajennusominaisuudet:Huoneenlämpötilassa noin 300°C:een laajenemiskerroin on hieman pienempi kuin 4J29, mikä tarjoaa paremman yhteensopivuuden tiettyjen erikoislasien tai keramiikan kanssa.

Keskeinen etu – korkea Curie-lämpötila:

• 4J29: ~430°C

• 4J33: ~500°C

• 4J34: ~480°C

Merkitys:Korkeampi Curie-lämpötila varmistaa, että materiaali pysyy ei-magneettisena korkeissa käyttölämpötiloissa, mikä estää magneettiset häiriöt korkeataajuisten ja erittäin tarkkojen instrumenttien kanssa.

Sovelluksen valinta: Sopii korkeisiin lämpötiloihin tai magneettisesti herkkiin sovelluksiin, tai se on valittu tietyillä tiivistemateriaaleilla tehtyjen laajenemiskäyrän yhteensopivuustestien perusteella.

III. Kovar-juottamisen tärkeimmät edut alumiinioksidikeramiikalla

Kovar- ja alumiinioksidikeramiikan kaasutiivis hermeettinen tiivistys juottamalla on elintärkeä teknologia nykyaikaisissa elektroniikkapakkauksissa, ja sillä on seuraavat ensisijaiset edut:

1. Poikkeuksellinen lämpölaajenemissovitus (perustavallinen etu)

Kun jäähdytetään juottamisesta huoneenlämpötilaan, molempien materiaalien samat kutistumisnopeudet vähentävät suuresti liitoksen jäännöslämpöjännitystä. Tämä eliminoi onnistuneesti keraamisen halkeilun ja juotosauman murtuman, mikä johtaa maksimaaliseen luotettavuuteen.

2. Suuri kaasutiiviys

Heliumin vuotonopeudet kypsissä järjestelmissä putoavat usein alle 1 × 10-8 Pa·m³/s suljetuissa komponenteissa, mikä eristää tehokkaasti ulkoisen kosteuden ja hapen. Tämä täyttää ankarat luotettavuusvaatimukset ilmailu-, sotilas- ja muissa suuren kysynnän sovelluksissa.

3. Erinomainen mekaaninen lujuus ja rakenteellinen eheys

Kovar provides vahvan mekaanisen tuen ja sitkeyden, kun taas alumiinioksidikeramiikka antaa erinomaisen eristyksen ja kovuuden. Näiden materiaalien juottaminen tuottaa vankan komposiittirakenteen, jossa on sekä suojaavia että toiminnallisia ominaisuuksia.

4. Aikuiset prosessit ja korkea luotettavuus

On rakennettu johdonmukainen prosessiketju, joka sisältää keraamisen metalloinnin (molybdeeni-mangaani-tekniikka), nikkelipinnoituksen, kokoonpanon Kovar-komponenteilla ja tyhjiö/suojaavan ympäristön juottamisen. Prosessi on hyvin hallittavissa, soveltuu massatuotantoon ja tuottaa korkean tuoton tasaisella laadulla.

IV. Yhteenveto vertailu- ja valintasuositukset

Ⅴ. Johtopäätös

Kovar-perheessä 4J29 on vakio- ja suositeltu materiaali korkea-alumiinioksidikeramiikan juottamiseen, mikä tarjoaa hyvän tasapainon suorituskyvyn, kustannusten ja luotettavuuden välillä. 4J33/34 on suorituskyvyn parannus tiettyihin sovelluksiin, jotka vaativat korkeampia käyttölämpötiloja tai tiukkoja ei-magneettisia ominaisuuksia.Kovarin juottaminen alumiinioksidikeramiikalla, jota tukee niiden lämpölaajenemissovitus, on tullut alan standardi erittäin luotettavien elektronisten ja optoelektronisten komponenttien hermeettisille pakkauksille.