(Metalizirana keramikaProduciraoWintrusetk)
Keramička metalizacijaje tehnika nanošenja visoko prianjajućeg metalnog premaza na keramičku površinu. Ovo je vitalni korak budući da je keramika inherentno nemoživa za lemljenje. Metalizirani sloj čini ih lemljivima, pružajući potrebnu osnovu za stvaranje čvrstih spojeva keramike i metala.
Dolje je pregled četiri primarne metode koje se danas koriste u industriji.
1. molibden-mangan (Mo-Mn)Metoda: Industrijski standard
Thepon-ponpostupak je najčešće korištena i dobro utemeljena tehnologija metalizacije keramike. Od sredine dvadesetog stoljeća to je standardna metoda za proizvodnju visokopouzdanih brtvila u vakuumskoj elektronici i primjenama u zrakoplovstvu.
Princip procesa:priprema smjese od vatrostalnog molibdenskog praha, manganskog praha i aktivatora (npr. Al2O3, SiO2 i CaO) u organskom vezivu. Ova kaša se nanosi na keramičku površinu i sinterira na visokim temperaturama (1300-1600°C) u vlažnom okruženju vodika (rosište = +30°C).
Prednosti: Nudi visoku čvrstoću brtvljenja (dostiže do 60,2±7,7 MPa s aktiviranom metodom) i izvrsnu vakuumsku nepropusnost (sa stopom curenja od samo 2,3×10⁻¹¹ Pa·m³/s). Proces omogućuje višestruke cikluse ponovne obrade i ima koristi od širokog prozora procesa koji oprašta.
Ograničenja:Visoke temperature sinteriranja mogu promijeniti karakteristike keramike. Proces zahtijeva veliku opremu za vodikovu peć, što rezultira dugim ciklusom. Nadalje, nekompatibilan je s neoksidnom keramikom kao što je AlN u nedostatku procesa predoksidacije.
2. Metoda suspaljivanja: Omogućite višeslojno ožičenje
Metoda zajedničkog pečenja uključuje metalizaciju izravno u proces sinteriranja keramike. Glavna premisa je "supečenje zelene keramike", što uključuje sitotisak vatrostalne metalne paste (poput volframa, molibdena ili molibden-mangana) na nepečene (zelene) keramičke ploče. Ti se listovi zatim spajaju i stapaju zajedno kako bi se završilo zgušnjavanje keramike i unutarnja metalizacija u jednom koraku.
3. Izravno vezani bakar (DBC)je optimiziran za rasipanje snage
Izravno vezani bakar (DBC)razvijen je 1970-ih, a izvorno ga je komercijalizirao GE u Sjedinjenim Državama. Sada je postala standardna tehnologija za IGBT module velike snage i LED podloge za raspršivanje topline. Ovaj proces uključuje izravno lijepljenje bakrene folije na keramičku podlogu, što rezultira strukturom visoke toplinske vodljivosti i električne izolacije.
4. Aktivno lemljenje metala (AMB): Revolucija brtvljenja u jednom koraku
Aktivno lemljenje metala (AMB) značajna je inovacija koja spaja metalizaciju i lemljenje u jedan, pojednostavljeni proces. To se postiže uvođenjem aktivnih elemenata, kao što su Ti, Zr, Nb ili V, izravno u dodatni metal za lemljenje. Na visokim temperaturama ti elementi kemijski reagiraju s keramikom kako bi stvorili reakcijski sloj s metalnom strukturom veze. Primjeri uključuju TiO, TiN i Cu3Ti3O. Ovaj sloj omogućuje da dodatni metal za lemljenje izravno navlaži keramičku površinu.
Karakteristike procesa:
Pojednostavljeni tijek rada: eliminira potrebu za zasebnim korakom predmetalizacije.
Niže temperature obrade: Lemljenje se odvija na relativno niskim temperaturama (800–950°C).
Kontrolirana atmosfera: Izvedite u vakuumu ili inertnoj atmosferi visoke čistoće kako biste spriječili oksidaciju aktivnih komponenti.
Svestranost materijala: Pogodno za keramiku kao što su Al2O3, AlN i Si3N4.
