(Fémezett kerámiaKészítetteWintrusetk)
Kerámia fémezésAz a technika, amellyel erősen tapadó fémbevonatot visznek fel a kerámia felületre. Ez létfontosságú lépés, mivel a kerámiák eredendően nem nedvesíthetők a forrasztással. A fémezett réteg forraszthatóvá teszi őket, biztosítva a szükséges alapot az erős kerámia-fém kapcsolatok kialakításához.
Az alábbiakban áttekintést adunk az iparban jelenleg használt négy elsődleges módszerről.
1. Molibdén-mangán (Mo-Mn)Módszer: Az ipari szabvány
AMo-Mneljárás a leggyakrabban használt és jól bevált kerámia fémezési technológia. A huszadik század közepe óta ez a szabványos módszer a nagy megbízhatóságú tömítések előállítására a vákuumelektronikai és repülőgépipari alkalmazásokban.
A folyamat elve:tűzálló molibdénpor, mangánpor és aktivátorok (például Al2O3, SiO2 és CaO) szuszpenziójának elkészítése szerves kötőanyagban. Ezt a szuszpenziót a kerámia felületre hordják fel és magas hőmérsékleten (1300-1600°C) nedves hidrogénes környezetben (harmatpont = +30°C) szinterelik.
Előnyök: Nagy tömítési szilárdságot (akár 60,2±7,7 MPa-t is elér az aktivált módszerrel) és kiváló vákuumtömörséget (akár 2,3×10⁻¹¹ Pa·m³/s szivárgási sebességgel) kínál. A folyamat több újrafeldolgozási ciklust tesz lehetővé, és a széles, elnéző folyamatablak előnyeit élvezi.
Korlátozások:A magas szinterezési hőmérséklet megváltoztathatja a kerámia jellemzőit. Az eljáráshoz hatalmas hidrogénkemencés berendezésekre van szükség, ami hosszú ciklusidőt eredményez. Ezenkívül nem kompatibilis a nem oxidos kerámiákkal, mint például az AlN, előoxidációs folyamat hiányában.
2. Együttgyújtási módszer: Engedélyezze a többrétegű vezetékezést
Az együttégetési módszer a fémezést közvetlenül a kerámia szinterezési folyamatába foglalja. A fő előfeltétel a "zöld kerámia együttes égetése", amely tűzálló fémpaszta (például wolfram, molibdén vagy molibdén-mangán) szitanyomását foglalja magában nem égetett (zöld) kerámialapokra. Ezeket a lapokat ezután összeragasztják és összeolvasztják, hogy egy lépésben befejezzék a kerámia tömörítését és a belső fémezést.
3. Közvetlen kötésű réz (DBC)energiaeloszlásra van optimalizálva
Közvetlen kötésű réz (DBC)az 1970-es években fejlesztették ki, és eredetileg a GE hozta forgalomba az Egyesült Államokban. Mára a nagy teljesítményű IGBT-modulok és a LED-es hőelvezető hordozók standard technológiájává vált. Ez a folyamat magában foglalja a rézfólia kerámia hordozóhoz való közvetlen ragasztását, ami nagy hővezető képességű és elektromos szigetelésű szerkezetet eredményez.
4. Aktív fémforrasztás (AMB): Az egylépcsős tömítési forradalom
Az Active Metal Brazing (AMB) egy jelentős innováció, amely egyetlen, egyszerűsített folyamatban egyesíti a fémezést és a keményforrasztást. Ezt úgy érik el, hogy az aktív elemeket, például Ti, Zr, Nb vagy V közvetlenül a keményforrasztási töltőanyagba juttatják. Magas hőmérsékleten ezek az elemek kémiai reakcióba lépnek a kerámiával, és fémes kötésszerkezetű reakcióréteget hoznak létre. Ilyen például a TiO, TiN és Cu3Ti3O. Ez a réteg lehetővé teszi, hogy a keményforrasztó töltőanyag közvetlenül megnedvesítse a kerámia felületét.
A folyamat jellemzői:
Egyszerűsített munkafolyamat: Nincs szükség külön fémezési lépésre.
Alacsonyabb feldolgozási hőmérséklet: A keményforrasztás viszonylag alacsony hőmérsékleten (800–950 °C) történik.
Ellenőrzött atmoszféra: Vákuumban vagy nagy tisztaságú inert atmoszférában hajtsa végre, hogy megakadályozza az aktív komponensek oxidációját.
Anyag sokoldalúsága: Alkalmas olyan kerámiákhoz, mint az Al2O3, AlN és Si3N4.
