(코바르-알루미나 부분생산자윈트러텍)
I. 코바르 개요
Kovar는 철-니켈-코발트 기반 팽창 합금으로, 열팽창 계수가 특정 온도 범위에서 일부 경질 유리 및 세라믹(예: 알루미나)의 열팽창 계수와 일치한다는 것이 주요 특징입니다. 이 기능으로 인해 전자 포장, 항공우주, 레이저 및 기타 산업에서 필수적인 밀봉 재료가 됩니다. 이는 일반적으로 유리나 세라믹으로 밀봉하는 금속 부품을 제작하는 데 사용됩니다.
중국 국가 표준(GB)에 따른 정밀 합금에 대한 "4J" 지정은 특정 값에 "접근하는"(J) 팽창 특성을 갖는 합금을 나타냅니다.
II. 세 가지 Kovar 등급에 대한 상세 분석
공통점: 세 가지 모두 Fe-Ni-Co를 기반으로 하며 경질 유리 및 세라믹과 유사한 팽창 특성을 갖습니다. 열팽창 곡선, 퀴리 온도 및 기계적 특성은 약간의 구성 변화로 인해 크게 달라집니다.
1. 4J29 (the most classic and widely used Kovar)
일반적인 구성:Fe-29Ni-17Co, 망간 및 실리콘과 같은 탈산소 원소가 소량 첨가됨.
확장 특성: 평균 선팽창 계수는 20~450°C 범위에서 DM-308 몰리브덴 그룹 유리 및 92~96% 알루미나 세라믹과 매우 일치합니다.
주요 매개변수:
퀴리 온도: 약 430°C(이 온도 이상에서는 강자성 특성을 잃습니다).
일치하는 재료: 고알루미나 세라믹, 몰리브덴 그룹 유리.
표면 처리: 일반적으로 브레이징성과 내식성을 향상시키기 위해 니켈 또는 금 도금이 필요합니다.
주요 응용 분야: 마이크로파 튜브, 레이저, 집적 회로 하우징, 고신뢰성 계전기, 항공우주 밀봉 커넥터.
2. 4J33 및 4J34(향상된 Kovar)
이러한 합금은 더 높은 퀴리 온도를 특징으로 하는 4J29의 단점(예: 저온 팽창 계수 상승)을 해결하기 위해 개발된 변형입니다.
구성 차이:
4J33: Fe-33Ni-14Co (reduced cobalt, increased nickel).
4J34: Fe-31Ni-15Co (composition intermediate between the two).
확장 특성:실온 ~ 약 300°C에서 팽창 계수는 4J29보다 약간 낮아 특정 특수 유리 또는 세라믹과 더 나은 호환성을 제공합니다.
주요 장점 - 높은 퀴리 온도:
4J29: ~430°C
4J33: ~500°C
4J34: ~480°C
의의:퀴리 온도가 높을수록 높은 작동 온도에서도 재료가 비자성을 유지하여 고주파, 고정밀 기기에 대한 자기 간섭을 방지합니다.
애플리케이션 선택: 고온 환경이나 자기에 민감한 애플리케이션에 적합하거나 특정 밀봉 재료와의 팽창 곡선 일치 테스트를 기반으로 선택됩니다.
III. 알루미나 세라믹을 사용한 Brazing Kovar의 핵심 장점
브레이징을 통한 Kovar 및 알루미나 세라믹의 기밀 밀봉 밀봉은 다음과 같은 주요 이점을 지닌 현대 전자 패키징의 핵심 기술입니다.
1. 탁월한 열팽창 매칭(기본적 장점)
납땜에서 실온으로 냉각할 때 두 재료의 동일한 수축률은 접합부의 잔류 열 응력을 크게 감소시킵니다. 이는 세라믹 균열 및 브레이징 이음새 균열을 성공적으로 제거하여 신뢰성을 극대화합니다.
2. 높은 가스 기밀성 달성
성숙한 시스템의 헬륨 누출률은 밀봉된 구성 요소의 경우 종종 1×10⁻⁸ Pa·m³/s 미만으로 떨어지므로 외부 습기와 산소를 효과적으로 격리합니다. 이는 항공우주, 군사 및 기타 수요가 높은 응용 분야에 대한 엄격한 신뢰성 요구 사항을 충족합니다.
3. 우수한 기계적 강도와 구조적 완전성
코바르 홍보강력한 기계적 지지력과 인성을 제공하며, 알루미나 세라믹은 우수한 절연성과 경도를 제공합니다. 이러한 재료를 브레이징하면 보호 기능과 기능 기능을 모두 갖춘 견고한 복합 구조가 만들어집니다.
4. 성숙한 프로세스와 높은 신뢰성
세라믹 금속화(몰리브덴-망간 기술), 니켈 도금, Kovar 부품을 사용한 조립, 진공/보호 환경 브레이징을 포함하는 일관된 프로세스 체인이 구축되었습니다. 이 공정은 제어성이 뛰어나고 대량 생산에 적합하며 일관된 품질로 높은 수율을 생산합니다.
IV. 요약 비교 및 선택 권장 사항
특성 | 4J29 | 4J33 | 4J34 | 알루미나 브레이징의 핵심 장점 세라믹 |
핵심 기능 | 최고의 비용 대비 성능을 제공하는 클래식하고 다재다능한 제품 | 높은 퀴리점, 약간 낮은 저온팽창 | 성능 절충 | 1. 정확한 열팽창 매칭 |
최적의 매칭 | 92-96% Al2O3 ceramics | 자기장에 적합하지 않은 특정 유리/세라믹 | 특정 유리/세라믹 | 2. 매우 낮은 잔류 응력 |
퀴리 온도 | ~430°C | ~500°C | ~480°C | 3. 높은 기밀 등급 |
선택 권장 사항 | 대부분의 기존 알루미나 세라믹 밀봉에 선호되는 선택 | 높은 작동 온도, 자기에 민감한, 특별한 일치 요구 사항 | 특정 열팽창 일치 요구 사항 | 4. 우수한 기계적 강도와 신뢰성 |
성숙한 제조 공정 | 최고 | 높음 | 높음 | 5. 표준화된 공정 시스템 |
Ⅴ. 결론
Kovar 제품군 내에서 4J29는 고알루미나 세라믹 브레이징을 위한 표준이자 권장되는 재료로, 성능, 비용 및 신뢰성의 적절한 균형을 제공합니다. 4J33/34는 더 높은 작동 온도나 엄격한 비자성 특성이 필요한 특정 응용 분야에 대한 성능 개선입니다.알루미나 세라믹을 이용한 Kovar 브레이징열팽창 매칭으로 뒷받침되는 는 신뢰성이 높은 전자 및 광전자 부품의 밀폐 포장에 대한 업계 표준이 되었습니다.
