(Керамикадан металдан құрастырылған бөлікӨндіргенWintrustek)
I. Керамикадан металға дәнекерленген компоненттерге шолу
Керамикадан металға дәнекерленген компоненттержоғары беріктік, жоғары газ өткізбеушілік және керамикалық және металл материалдар арасындағы сенімді электрлік/жылулық байланыстарды қамтамасыз ету үшін күрделі дәнекерлеу процедураларын қолданатын пайдалы құрылымдық бөлшектер. Олар әдетте жоғары температураға, қысымға немесе вакуум жағдайларына төзімділікті қажет ететін қолданбаларда қолданылады.
II. Белсенді металды дәнекерлеу технологиясы
1. Негізгі техникалық принциптер
Белсенді металды дәнекерлеу керамикамен химиялық әрекеттесу үшін дәнекерлеу толтырғышында реактивті элементтерді (титан, цирконий, гафний, ванадий және т.б.) пайдаланады, нәтижесінде керамика-металл интерфейсінде химиялық байланысқан қабат пайда болады. Бұл белсенді элементтер оттегі, азот және көміртегі үшін керемет тартымдылыққа ие. Вакуумда немесе инертті атмосферада қыздыру керамикалық беттерде наноөлшемді реакция қабаттарын (мысалы, TiO₂, TiN, TiC) жасайды. Бұл балқытылған толтырғыш металды сіңіруге мүмкіндік береді, нәтижесінде сенімді «керамикалық-реакциялық қабат-бақтама-металл» байланысы болады.
2. Процестің негізгі параметрлері
2.1 Толтырғыш металл жүйесі:
Ag-Cu-Ti: салалық стандарт, тамаша кешенді өнімділік
Cu-Ti: төмен баға, жоғары температураға төзімділік
Au-Ni-Ti: жоғары сенімділік, аэроғарыштық қолданбалар
Күміссіз дәнекерлеу: күміс миграциясының алдын алуды қажет ететін электрондық құрылғыларға арналған
2.2 Процесті басқару:
Қоршаған ортаға қойылатын талаптар: Жоғары вакуум (
Температураны бақылау: дәнекерлеу сұйықтығынан 20–50°C жоғары (Ag-Cu-Ti жүйесі үшін 800–900°C)
Уақытты бақылау: реакцияның толықтығы мен интерфейс қабатының қалыңдығын теңестіретін бірнеше минуттан жиырма минутқа дейін
2.3 Процесс:
Алдын ала өңдеу: керамикалық бұйымдарды дәл тазалау және металдандыру өңдеу; металл компоненттерінен оксидті қабаттарды жою
Құрастыру: керамика, металл компоненттері және белсенді дәнекерленген фольга (0,05-0,2 мм) дәл құрастыру
Вакуумды дәнекерлеу: Эвакуация → Бағдарламаланған жылыту → Ұстау температурасы → Басқарылатын салқындату
Кейінгі өңдеу: тазалау және алдын ала тексеру
III. Гелий масс-спектрометрінің ағып кетуін анықтау технологиясы
1. Ағып кетуді анықтау қажеттілігі
Керамикалық-металл дәнекерленген компоненттер вакуумдық жүйелер мен аэроғарыштық жабдықтар сияқты сұранысы жоғары қолданбаларда қолданылады. Олардың «абсолютті тығыздау» критерийлеріне сәйкес келетінін тексеріңіз (ағу жылдамдығы
2. Анықтау принципі
Гелийді бақылаушы газ ретінде пайдалана отырып, әдіс оның шағын молекулалық өлшемін, инертті табиғатын және төмен фондық концентрациясын пайдаланады. Гелий масс-спектрометрге ағып кету арқылы енеді, иондалады, магнит өрісімен бөлінеді және арнайы детектор арқылы анықталады. Сигнал күші гелий мазмұнына пропорционалды, бұл ағып кету жылдамдығын дәл есептеуге мүмкіндік береді.
3. Анықтаудың негізгі әдістері
1-әдіс: Иістеу әдісі (жергілікті ағып кетуді анықтау)
Процедура:
Дайындаманың ішкі бөлігі эвакуацияланады және ағып кету детекторына қосылады.
Сыртқы дәнекерлеу аймағы гелий бүріккіш пистолетпен сканерленеді.
Ағып кету нүктелерін дәл анықтау үшін сигналдар нақты уақытта бақыланады.
Сипаттамалары:Кішігірім құрамдас бөліктердегі ағып кетуді анықтау үшін қолайлы, жоғары сезімталдық.
2-әдіс:Гелий сорғыш/қоршау әдісі (тығыздаудың тұтастығын жалпы бағалау)
Процедура:
Сипаттамалары:Жалпы l өлшейдіeak жылдамдығы; күрделі құрылымдық компоненттер үшін қолайлы.
4. Операциялық жұмыс процесі (мысал ретінде иіскеу әдісін пайдалану)
4.1 Дайындық кезеңі:
Дайындаманы тазалау, жабдықты калибрлеу және қоршаған ортаның гелий фонын растау.
4.2 Анықтауды жүзеге асыру:
Дайындама ағып кетуді анықтау жүйесіне қосылады және жұмыс қысымына дейін эвакуацияланады.
Гелийді бүрку жүйе қысымы ≤0,1 Па жеткенде басталады (бүріккіш пистолет аралығы: 1–2 см, қысым: 0,1–0,2 МПа).
Концентрленген термиялық кернеу аймақтарына назар аудара отырып, дәнекерлеу тігісі бойымен жүйелі сканерлеу.
4.3 Деректерді талдау:
Ағып кету жылдамдығы шекті мәннен (мысалы, 1×10⁻⁹ Па·м³/с) асып кетсе, дабыл қосылады.
Ағып кету нүктелері белгіленіп, анықтау шарттары мен деректері жазылады.
4.4 Қайта тексеру және есеп беру:
Жөндеуден кейін қайта сынау, содан кейін толық сынақ есебін жасау.
5. Арнайы қарастырулар мен стандарттар
Керамикаға тән бейімделулер: термиялық кеңею сәйкессіздігінен туындаған микрожарықшақ аймақтарын анықтауға назар аударыңыз.
Сезімталдықты бағалау: Қолданба өрісі негізінде таңдалады; аэроғарыштық талаптар 10⁻¹² Па·м³/с сияқты қатаң деңгейлерге жетуі мүмкін.
Стандартқа сәйкестік: ұлттық/әскери стандарттарға, ASTM немесе салалық сипаттамаларға сәйкестік.
Сәтсіздікті талдау: Стандарттардан асатын ағып кету нүктелері үшін металлографиялық секция және сканерлеуші электрондық микроскопия (SEM) сияқты микроқұрылымдық талдау.
Wintrustek әр керамикадан металл бөлшектерге гелийдің ағуын тексереді. Біздің ағып кету жылдамдығы сынағына сілтеме жасау үшін төмендегі сілтемені тексеріңіз:
https://youtu.be/Et3cTV9yD_U?si=Yl8l7eBH5rON7I_f
IV. Әдеттегі қолданба сценарийлері
Power Electronics орамы: IGBT модульдеріндегі керамикалық субстраттар (AlN/Al₂O₃) мен мыс қабаттары арасындағы байланыс.
Вакуумдық жүйенің құрамдас бөліктері: Бөлшектерді үдеткіштер мен жартылай өткізгіш жабдықтардағы керамикалық металдан жасалған тығыздағыштар.
Аэроғарыш: Қозғалтқыш сенсорлары және ғарыш кемелерінің терезелерін тығыздау.
Энергия және оптоэлектроника: жанармай жасушаларының өзара байланыстары және жоғары қуатты лазерлік қаптама.
V. Түйіндеме
Белсенді металды дәнекерлеу - сенімді өндірудің негізгі әдісікерамикадан металға дейінтүйіспелер, гелий масс-спектрометрі ағып кетуді анықтау олардың герметикалықтығын растау үшін алтын стандарт ретінде қызмет етеді. Осы екі технологияның үйлесімі қиын жағдайларда дәнекерленген компоненттердің ұзақ мерзімді сенімділігіне кепілдік береді. Нақты қолданбаларда дәнекерлеу процесінің параметрлерін оңтайландыру және дайындама құрылымына, материал атрибуттарына және қолдану қажеттіліктеріне байланысты ағып кетуді анықтау әдістері мен сезімталдық деңгейлерін таңдау өте маңызды. Бұл тәсіл өндірістен тексеруге дейінгі сапаны бақылаудың жабық циклін жасайды.
