(धातुयुक्त सिरेमिकद्वारा निर्मितविंट्रूसेटक)

सिरेमिक धातुकरणसिरेमिक सतह पर अत्यधिक चिपकने वाली धातु की कोटिंग जमा करने की तकनीक है। यह एक महत्वपूर्ण कदम है क्योंकि सिरेमिक स्वाभाविक रूप से सोल्डर के लिए उपयुक्त नहीं होते हैं। धातुकृत परत उन्हें टांका लगाने योग्य बनाती है, जो मजबूत सिरेमिक-टू-मेटल कनेक्शन बनाने के लिए आवश्यक आधार प्रदान करती है। 

नीचे आज उद्योग में उपयोग की जाने वाली चार प्राथमिक विधियों का अवलोकन दिया गया है।

1. मोलिब्डेनम-मैंगनीज (एमओ-एमएन)विधि: औद्योगिक मानक

दएमओ-एमएनप्रक्रिया सबसे अधिक उपयोग की जाने वाली और अच्छी तरह से स्थापित सिरेमिक धातुकरण तकनीक है। बीसवीं सदी के मध्य से, यह वैक्यूम इलेक्ट्रॉनिक्स और एयरोस्पेस अनुप्रयोगों में उच्च-विश्वसनीयता सील बनाने की मानक विधि रही है।

प्रक्रिया सिद्धांत:एक कार्बनिक बाइंडर में दुर्दम्य मोलिब्डेनम पाउडर, मैंगनीज पाउडर और एक्टिवेटर्स (जैसे Al2O3, SiO2, और CaO) का घोल तैयार करना। इस घोल को सिरेमिक सतह पर लगाया जाता है और आर्द्र हाइड्रोजन वातावरण (ओस बिंदु = + 30 डिग्री सेल्सियस) में उच्च तापमान (1300-1600 डिग्री सेल्सियस) पर सिंटर किया जाता है।

लाभ: यह उच्च सीलिंग ताकत (सक्रिय विधि के साथ 60.2±7.7 एमपीए तक पहुंच) और उत्कृष्ट वैक्यूम मजबूती (2.3×10⁻¹¹ Pa·m³/s जितनी कम रिसाव दर के साथ) प्रदान करता है। यह प्रक्रिया कई पुनर्कार्य चक्रों की अनुमति देती है और एक विस्तृत, क्षमाशील प्रक्रिया विंडो से लाभ उठाती है।

सीमाएँ:उच्च सिंटरिंग तापमान सिरेमिक विशेषताओं को बदल सकता है। इस प्रक्रिया के लिए विशाल हाइड्रोजन भट्ठी उपकरण की आवश्यकता होती है, जिसके परिणामस्वरूप एक लंबा चक्र समय लगता है। इसके अलावा, पूर्व-ऑक्सीकरण प्रक्रिया के अभाव में यह अलएन जैसे गैर-ऑक्साइड सिरेमिक के साथ असंगत है।

2. सह-फायरिंग विधि: मल्टीलेयर वायरिंग सक्षम करें

सह-फायरिंग विधि सीधे सिरेमिक सिंटरिंग प्रक्रिया में धातुकरण को शामिल करती है। मुख्य आधार "हरे सिरेमिक की सह-फायरिंग" है, जिसमें बिना जले (हरे) सिरेमिक शीटों पर एक दुर्दम्य धातु पेस्ट (जैसे टंगस्टन, मोलिब्डेनम, या मोलिब्डेनम-मैंगनीज) को स्क्रीन-प्रिंट करना शामिल है। फिर इन शीटों को एक चरण में सिरेमिक घनत्व और आंतरिक धातुकरण दोनों को पूरा करने के लिए एक साथ जोड़ा और जोड़ा जाता है।

3. डायरेक्ट बॉन्डेड कॉपर (डीबीसी)विद्युत अपव्यय के लिए अनुकूलित है

डायरेक्ट बॉन्डेड कॉपर (डीबीसी)1970 के दशक में विकसित किया गया था और मूल रूप से संयुक्त राज्य अमेरिका में GE द्वारा इसका व्यावसायीकरण किया गया था। यह अब उच्च-शक्ति आईजीबीटी मॉड्यूल और एलईडी ताप अपव्यय सब्सट्रेट के लिए मानक तकनीक बन गई है। इस प्रक्रिया में तांबे की पन्नी को सीधे सिरेमिक सब्सट्रेट से जोड़ना शामिल है, जिसके परिणामस्वरूप उच्च ताप चालकता और विद्युत इन्सुलेशन वाली संरचना बनती है।

4. एक्टिव मेटल ब्रेज़िंग (एएमबी): वन-स्टेप सीलिंग क्रांति

एक्टिव मेटल ब्रेज़िंग (एएमबी) एक महत्वपूर्ण नवाचार है जो धातुकरण और ब्रेज़िंग को एक एकल, सरलीकृत प्रक्रिया में जोड़ता है। यह सक्रिय तत्वों, जैसे Ti, Zr, Nb, या V को सीधे ब्रेज़िंग फिलर धातु में पेश करके पूरा किया जाता है। उच्च तापमान पर, ये तत्व धातुई बंधन संरचना के साथ एक प्रतिक्रिया परत उत्पन्न करने के लिए सिरेमिक के साथ रासायनिक रूप से प्रतिक्रिया करते हैं। उदाहरणों में TiO, TiN और Cu3Ti3O शामिल हैं। यह परत ब्रेज़िंग फिलर धातु को सिरेमिक सतह को सीधे गीला करने की अनुमति देती है।

प्रक्रिया विशेषताएँ:

• सरलीकृत वर्कफ़्लो: एक अलग पूर्व-धातुकरण चरण की आवश्यकता को समाप्त करता है।

• कम प्रसंस्करण तापमान: टांकना अपेक्षाकृत कम तापमान (800-950 डिग्री सेल्सियस) पर होता है।

• नियंत्रित वातावरण: सक्रिय घटकों के ऑक्सीकरण को रोकने के लिए निर्वात या उच्च शुद्धता वाले निष्क्रिय वातावरण में प्रदर्शन करें।

• सामग्री बहुमुखी प्रतिभा: Al2O3, AlN, और Si3N4 जैसे सिरेमिक के लिए उपयुक्त।