(Bagian Rakitan Keramik ke LogamDiproduksi olehWintrustek)
I.Ikhtisar Komponen Las Keramik-ke-Logam
Komponen yang dilas keramik-ke-logamadalah bagian struktural berguna yang menggunakan prosedur pengelasan canggih untuk menghasilkan kekuatan tinggi, kekencangan gas tinggi, dan sambungan listrik/termal yang dapat diandalkan antara bahan keramik dan logam. Mereka umumnya digunakan dalam aplikasi yang memerlukan ketahanan terhadap suhu tinggi, tekanan, atau kondisi vakum.
II. Teknologi Pematrian Logam Aktif
1. Prinsip-Prinsip Teknis Utama
Pematrian logam aktif menggunakan elemen reaktif (titanium, zirkonium, hafnium, vanadium, dll.) dalam pengisi pemateri untuk bereaksi secara kimia dengan keramik, menghasilkan lapisan yang terikat secara kimia pada antarmuka logam-keramik. Unsur aktif ini memiliki daya tarik yang besar terhadap oksigen, nitrogen, dan karbon. Pemanasan dalam atmosfer vakum atau inert menciptakan lapisan reaksi berskala nano (misalnya TiO₂, TiN, TiC) pada permukaan keramik. Hal ini memungkinkan terjadinya perendaman oleh logam pengisi cair, menghasilkan ikatan "logam sambungan lapisan reaksi keramik-braze" yang andal.
2. Parameter Proses Utama
2.1 Sistem Logam Pengisi Pemateri:
Ag-Cu-Ti: Standar industri, kinerja komprehensif yang sangat baik
Cu-Ti: Biaya lebih rendah, tahan suhu tinggi
Au-Ni-Ti: Keandalan tinggi, aplikasi luar angkasa
Solder Bebas Perak: Untuk perangkat elektronik yang memerlukan pencegahan migrasi perak
2.2 Pengendalian Proses:
Persyaratan Lingkungan: Vakum tinggi (
Kontrol Suhu: 20–50°C di atas cairan solder (800–900°C untuk sistem Ag-Cu-Ti)
Kontrol Waktu: Beberapa menit hingga dua puluh menit, menyeimbangkan kelengkapan reaksi dan ketebalan lapisan antarmuka
2.3 Proses:
Pra-perawatan: Pembersihan keramik dan perawatan metalisasi secara presisi; penghilangan lapisan oksida dari komponen logam
Perakitan: Perakitan keramik, komponen logam, dan foil solder aktif yang presisi (0,05-0,2 mm)
Pematrian Vakum: Evakuasi → Pemanasan terprogram → Suhu penahanan → Pendinginan terkontrol
Pasca perawatan: Pembersihan dan pemeriksaan awal
AKU AKU AKU. Teknologi Deteksi Kebocoran Spektrometer Massa Helium
1. Perlunya Deteksi Kebocoran
Komponen las keramik-logam digunakan dalam aplikasi dengan permintaan tinggi seperti sistem vakum dan peralatan luar angkasa. Verifikasi bahwa mereka memenuhi kriteria yang mendekati "penyegelan absolut" (tingkat kebocoran
2. Prinsip Deteksi
Menggunakan helium sebagai gas pelacak, pendekatan ini memanfaatkan ukuran molekulnya yang kecil, sifat inert, dan konsentrasi latar belakang yang rendah. Helium memasuki spektrometer massa melalui kebocoran, terionisasi, dipisahkan oleh medan magnet, dan dideteksi oleh detektor khusus. Kekuatan sinyal sebanding dengan kandungan helium, sehingga memungkinkan perhitungan tingkat kebocoran yang tepat.
3. Metode Deteksi Utama
Metode 1: Metode Sniffing (Deteksi Kebocoran Lokal)
Prosedur:
Bagian dalam benda kerja dievakuasi dan dihubungkan ke detektor kebocoran.
Area las luar dipindai dengan pistol semprot helium.
Sinyal dipantau secara real time untuk menemukan titik kebocoran secara tepat.
Karakteristik:Cocok untuk mencari kebocoran pada komponen kecil, sensitivitas tinggi.
Metode 2:Metode Penutup/Penutup Helium (Penilaian Integritas Segel Keseluruhan)
Prosedur:
Benda kerja diisi dengan helium dan ditempatkan di dalam tudung vakum, atau tudung/sniffer eksternal digunakan untuk pendeteksian.
Akumulasi atau keluarnya helium terdeteksi.
Karakteristik:Mengukur total ltarif makan; cocok untuk komponen struktural yang kompleks.
4. Alur Kerja Operasional (Menggunakan Metode Sniffing sebagai Contoh)
4.1 Tahap Persiapan:
Pembersihan benda kerja, kalibrasi peralatan, dan konfirmasi latar belakang helium lingkungan.
4.2 Implementasi Deteksi:
Benda kerja dihubungkan ke sistem pendeteksi kebocoran dan dievakuasi ke tekanan operasi.
Penyemprotan helium dimulai ketika tekanan sistem mencapai ≤0,1 Pa (jarak pistol semprot: 1–2 cm, tekanan: 0,1–0,2 MPa).
Pemindaian sistematis di sepanjang lapisan las, dengan fokus pada area dengan tekanan termal terkonsentrasi.
4.3 Analisis Data:
Alarm dipicu jika laju kebocoran melebihi ambang batas (misalnya, 1×10⁻⁹ Pa·m³/s).
Titik kebocoran ditandai, dan kondisi deteksi serta data dicatat.
4.4 Inspeksi Ulang dan Pelaporan:
Pengujian ulang setelah perbaikan, diikuti dengan pembuatan laporan pengujian lengkap.
5. Pertimbangan dan Standar Khusus
Adaptasi Khusus Keramik: Fokus pada pendeteksian daerah retakan mikro yang disebabkan oleh ketidaksesuaian ekspansi termal.
Penilaian Sensitivitas: Dipilih berdasarkan bidang aplikasi; persyaratan tingkat ruang angkasa dapat mencapai tingkat yang seketat 10⁻¹² Pa·m³/s.
Kepatuhan Standar: Kepatuhan terhadap standar nasional/militer, ASTM, atau spesifikasi khusus industri.
Analisis Kegagalan: Analisis mikrostruktur, seperti pemotongan metalografi dan pemindaian mikroskop elektron (SEM), untuk titik kebocoran yang melebihi standar.
Wintrustek akan melakukan uji kebocoran helium untuk setiap bagian keramik hingga logam. Silakan periksa tautan di bawah untuk merujuk pada uji tingkat kebocoran kami:
https://youtu.be/Et3cTV9yD_U?si=Yl8l7eBH5rON7I_f
IV. Skenario Aplikasi Khas
Kemasan Elektronika Daya: Koneksi antara substrat keramik (AlN/Al₂O₃) dan lapisan tembaga dalam modul IGBT.
Komponen Sistem Vakum: Segel keramik-ke-logam dalam akselerator partikel dan peralatan semikonduktor.
Dirgantara: Sensor mesin dan jendela penyegel pesawat ruang angkasa.
Energi dan Optoelektronik: Interkoneksi sel bahan bakar dan pengemasan laser berdaya tinggi.
V.Ringkasan
Pematrian logam aktif adalah metode dasar untuk menghasilkan logam yang dapat diandalkankeramik-ke-logampersimpangan, dengan deteksi kebocoran spektrometer massa helium yang berfungsi sebagai standar emas untuk memastikan kedap udaranya. Kombinasi kedua teknologi ini menjamin keandalan jangka panjang komponen yang dilas dalam situasi sulit. Dalam aplikasi sebenarnya, sangat penting untuk mengoptimalkan parameter proses brazing dan memilih metode deteksi kebocoran dan tingkat sensitivitas yang sesuai tergantung pada struktur benda kerja, atribut material, dan kebutuhan aplikasi. Pendekatan ini mengembangkan sistem kendali mutu loop tertutup yang dimulai dari produksi hingga verifikasi.
