(Металдандырылған керамикаӨндіргенWintrusetk)
Керамикалық металдандырукерамикалық бетке қатты жабысатын металл жабындысын салу әдісі. Бұл өте маңызды қадам, өйткені керамика дәнекерлеуге дымқыл емес. Металдандырылған қабат оларды дәнекерлеуге қабілетті етеді, керамика мен металдың берік байланыстарын қалыптастыру үшін қажетті негізді қамтамасыз етеді.
Төменде бүгінгі таңда өнеркәсіпте қолданылатын төрт негізгі әдіске шолу берілген.
1. Молибден-марганец (Mo-Mn)Әдісі: Өнеркәсіптік стандарт
TheМо-Мнпроцесс керамикалық металдандырудың ең жиі қолданылатын және жақсы қалыптасқан технологиясы болып табылады. ХХ ғасырдың ортасынан бастап бұл вакуумдық электроникада және аэроғарыштық қолданбаларда сенімділігі жоғары тығыздағыштарды өндірудің стандартты әдісі болды.
Процесс принципі:органикалық байланыстырғышта отқа төзімді молибден ұнтағының, марганец ұнтағының және активаторлардың (мысалы, Al2O3, SiO2 және CaO) суспензиясын дайындау. Бұл суспензия керамикалық бетке жағылады және жоғары температурада (1300-1600 ° C) ылғалды сутекті ортада (шық нүктесі = +30 ° C) күйдіріледі.
Артықшылықтары: Ол жоғары тығыздау беріктігін (белсендірілген әдіспен 60,2±7,7 МПа дейін жетеді) және тамаша вакуумды өткізгіштігін (2,3×10⁻¹¹ Пам³/с төмен ағып кету жылдамдығымен) ұсынады. Процесс бірнеше қайта өңдеу цикліне және кең, кешірімді процесс терезесінің артықшылықтарына мүмкіндік береді.
Шектеулер:Жоғары агломерациялық температура керамика сипаттамаларын өзгертуі мүмкін. Процесс үлкен сутегі пешінің жабдықтарын қажет етеді, бұл ұзақ цикл уақытына әкеледі. Сонымен қатар, ол алдын ала тотығу процесі болмаған кезде AlN сияқты тотықсыз керамикамен үйлеспейді.
2. Бірге қосу әдісі: Көпқабатты сымды қосу
Бірлескен күйдіру әдісі металдандыруды керамикалық агломерация процесіне тікелей қосады. Негізгі алғышарт – күйдірілмеген (жасыл) керамикалық парақтарға отқа төзімді металл пастасын (мысалы, вольфрам, молибден немесе молибден-марганец) экрандық басып шығаруды қамтитын «жасыл керамиканың бірге күйдірілуі». Содан кейін бұл парақтар керамикалық тығыздауды және ішкі металдандыруды бір қадамда аяқтау үшін біріктіріліп, біріктіріледі.
3. Тікелей байланыстырылған мыс (DBC)қуат шығыны үшін оңтайландырылған
Тікелей байланыстырылған мыс (DBC)1970 жылдары әзірленді және бастапқыда Америка Құрама Штаттарында GE компаниясымен коммерцияланды. Ол қазір жоғары қуатты IGBT модульдері мен жарықдиодты жылуды тарату субстраттары үшін стандартты технологияға айналды. Бұл процесс мыс фольганы керамикалық негізге тікелей байланыстыруды қамтиды, нәтижесінде жоғары жылу өткізгіштігі мен электр оқшаулауы бар құрылым пайда болады.
4. Белсенді металл дәнекерлеу (AMB): бір сатылы тығыздау революциясы
Белсенді металл дәнекерлеу (AMB) - металдандыру мен дәнекерлеуді бір, жеңілдетілген процесте біріктіретін маңызды жаңалық. Бұл Ti, Zr, Nb немесе V сияқты белсенді элементтерді дәнекерлеу металына тікелей енгізу арқылы жүзеге асырылады. Жоғары температурада бұл элементтер керамикамен химиялық әрекеттесіп, металдық байланыс құрылымы бар реакциялық қабат түзеді. Мысалдарға TiO, TiN және Cu3Ti3O жатады. Бұл қабат дәнекерлеуші толтырғыш металға керамикалық бетті тікелей ылғалдандыруға мүмкіндік береді.
Процесс сипаттамалары:
Жеңілдетілген жұмыс процесі: Алдын ала бөлек металлизация қадамының қажеттілігін жояды.
Төменгі өңдеу температуралары: Тақтау салыстырмалы түрде төмен температураларда (800–950°C) жүреді.
Бақыланатын атмосфера: белсенді компоненттердің тотығуын болдырмау үшін вакуумда немесе жоғары тазалықтағы инертті атмосферада орындаңыз.
Материалдың әмбебаптығы: Al2O3, AlN және Si3N4 сияқты керамикаға жарамды.
