(Keramik MetalisasiDiproduksi olehWintrusetk)
Metalisasi keramikadalah teknik menempelkan lapisan logam yang sangat melekat pada permukaan keramik. Ini adalah langkah penting karena keramik pada dasarnya tidak dapat dibasahi untuk disolder. Lapisan logam membuatnya dapat disolder, memberikan fondasi yang diperlukan untuk membentuk sambungan keramik-ke-logam yang kuat.
Di bawah ini adalah ikhtisar empat metode utama yang digunakan dalam industri saat ini.
1. Molibdenum-Mangan (Mo-Mn)Metode: Standar Industri
ItuBu-Mnproses adalah teknologi metalisasi keramik yang paling sering digunakan dan mapan. Sejak pertengahan abad kedua puluh, ini telah menjadi metode standar untuk memproduksi segel dengan keandalan tinggi dalam elektronik vakum dan aplikasi ruang angkasa.
Prinsip Proses:menyiapkan bubur bubuk molibdenum tahan api, bubuk mangan, dan aktivator (misalnya Al2O3, SiO2, dan CaO) dalam pengikat organik. Bubur ini diaplikasikan pada permukaan keramik dan disinter pada suhu tinggi (1300-1600°C) dalam lingkungan hidrogen lembab (titik embun = +30°C).
Keuntungan: Ini menawarkan kekuatan penyegelan yang tinggi (mencapai hingga 60,2±7,7 MPa dengan metode yang diaktifkan) dan kekencangan vakum yang sangat baik (dengan tingkat kebocoran serendah 2,3×10⁻¹¹ Pa·m³/s). Proses ini memungkinkan beberapa siklus pengerjaan ulang dan mendapat manfaat dari jendela proses yang luas dan mudah dimaafkan.
Keterbatasan:Suhu sintering yang tinggi dapat mengubah karakteristik keramik. Proses ini memerlukan peralatan tungku hidrogen yang besar, sehingga memerlukan waktu siklus yang lama. Selain itu, ia tidak kompatibel dengan keramik non-oksida seperti AlN jika tidak ada proses pra-oksidasi.
2. Metode Co-firing: Aktifkan Pengkabelan Multilapis
Metode co-firing menggabungkan metalisasi langsung ke dalam proses sintering keramik. Premis utamanya adalah "co-firing of green ceramic," yang melibatkan sablon pasta logam tahan api (seperti tungsten, molibdenum, atau molibdenum-mangan) ke dalam lembaran keramik (hijau) yang tidak dibakar. Lembaran-lembaran ini kemudian diikat dan digabungkan untuk menyelesaikan pemadatan keramik dan metalisasi internal dalam satu langkah.
3. Tembaga Berikat Langsung (DBC)Dioptimalkan untuk Pembuangan Daya
Tembaga Berikat Langsung (DBC)dikembangkan pada tahun 1970an dan awalnya dikomersialkan oleh GE di Amerika Serikat. Kini telah menjadi teknologi standar untuk modul IGBT berdaya tinggi dan substrat pembuangan panas LED. Proses ini mencakup pengikatan langsung foil tembaga ke substrat keramik, menghasilkan struktur dengan konduktivitas panas dan insulasi listrik yang tinggi.
4. Pematrian Logam Aktif (AMB): Revolusi Penyegelan Satu Langkah
Active Metal Brazing (AMB) adalah inovasi signifikan yang menggabungkan metalisasi dan brazing menjadi satu proses yang disederhanakan. Hal ini dicapai dengan memasukkan unsur aktif, seperti Ti, Zr, Nb, atau V, langsung ke logam pengisi brazing. Pada suhu tinggi, unsur-unsur ini bereaksi secara kimia dengan keramik untuk menghasilkan lapisan reaksi dengan struktur ikatan logam. Contohnya termasuk TiO, TiN, dan Cu3Ti3O. Lapisan ini memungkinkan logam pengisi brazing untuk melembabkan permukaan keramik secara langsung.
Karakteristik proses:
Alur Kerja yang Disederhanakan: Menghilangkan kebutuhan akan langkah pra-metalisasi terpisah.
Suhu Pemrosesan yang Lebih Rendah: Pematrian terjadi pada suhu yang relatif rendah (800–950°C).
Suasana Terkendali: Lakukan dalam ruang hampa atau atmosfer inert dengan kemurnian tinggi untuk mencegah oksidasi komponen aktif.
Keserbagunaan Bahan: Cocok untuk keramik seperti Al2O3, AlN, dan Si3N4.
