(Metalizēta keramikaRažotsWintrusetk)
Keramikas metalizācijair paņēmiens ļoti lipīga metāla pārklājuma uzklāšanai uz keramikas virsmas. Tas ir būtisks solis, jo keramika pēc savas būtības nav samitrināta lodēšanai. Metalizētais slānis padara tos lodējamus, nodrošinot nepieciešamo pamatu spēcīgu keramikas un metāla savienojumu veidošanai.
Tālāk ir sniegts pārskats par četrām galvenajām metodēm, ko mūsdienās izmanto nozarē.
1. Molibdēns-mangāns (Mo-Mn)Metode: rūpnieciskais standarts
TheMo-Mnprocess ir visbiežāk izmantotā un vispāratzītā keramikas metalizācijas tehnoloģija. Kopš divdesmitā gadsimta vidus tā ir bijusi standarta metode augstas uzticamības blīvējumu ražošanai vakuuma elektronikā un kosmosa lietojumos.
Procesa princips:ugunsizturīga molibdēna pulvera, mangāna pulvera un aktivatoru (piemēram, Al2O3, SiO2 un CaO) suspensijas sagatavošana organiskā saistvielā. Šo vircu uzklāj uz keramikas virsmas un saķepina augstā temperatūrā (1300-1600°C) mitrā ūdeņraža vidē (rasas punkts = +30°C).
Priekšrocības: Tas piedāvā augstu blīvējuma stiprību (ar aktivēto metodi sasniedz līdz 60,2±7,7 MPa) un lielisku vakuuma hermētiskumu (ar noplūdes ātrumu līdz 2,3 × 10⁻¹¹ Pa·m³/s). Process ļauj veikt vairākus pārstrādes ciklus un gūst labumu no plaša, piedodoša procesa loga.
Ierobežojumi:Augsta saķepināšanas temperatūra var mainīt keramikas īpašības. Procesam ir nepieciešams milzīgs ūdeņraža krāsns aprīkojums, kā rezultātā cikla laiks ir ilgs. Turklāt tas nav saderīgs ar bezoksīdu keramiku, piemēram, AlN, ja nav iepriekšēja oksidācijas procesa.
2. Līdzdedzināšanas metode: iespējojiet daudzslāņu vadu
Līdzdedzināšanas metode ietver metalizāciju tieši keramikas saķepināšanas procesā. Galvenais priekšnoteikums ir "zaļās keramikas līdzapdedzināšana", kas ietver ugunsizturīgu metālu pastas (piemēram, volframa, molibdēna vai molibdēna-mangāna) drukāšanu uz neapdedzinātas (zaļas) keramikas loksnēm. Pēc tam šīs loksnes tiek savienotas un sapludinātas, lai vienā solī pabeigtu gan keramikas blīvēšanu, gan iekšējo metalizāciju.
3. Tiešā savienojuma varš (DBC)ir optimizēts enerģijas izkliedēšanai
Tiešā savienojuma varš (DBC)tika izstrādāta 1970. gados, un sākotnēji to komercializēja GE ASV. Tagad tā ir kļuvusi par standarta tehnoloģiju lieljaudas IGBT moduļiem un LED siltuma izkliedes substrātiem. Šis process ietver tiešu vara folijas savienošanu ar keramikas pamatni, kā rezultātā tiek iegūta struktūra ar augstu siltumvadītspēju un elektrisko izolāciju.
4. Aktīvā metāla cietlodēšana (AMB): viena soļa blīvēšanas revolūcija
Aktīvā metāla cietlodēšana (AMB) ir nozīmīgs jauninājums, kas apvieno metalizāciju un lodēšanu vienā, vienkāršotā procesā. To panāk, ieviešot aktīvos elementus, piemēram, Ti, Zr, Nb vai V, tieši lodēšanas pildvielas metālā. Augstās temperatūrās šie elementi ķīmiski reaģē ar keramiku, veidojot reakcijas slāni ar metāliskas saites struktūru. Piemēri ir TiO, TiN un Cu3Ti3O. Šis slānis ļauj cietlodēšanas pildvielai tieši samitrināt keramikas virsmu.
Procesa īpašības:
Vienkāršota darbplūsma: novērš nepieciešamību pēc atsevišķas iepriekšējas metalizācijas darbības.
Zemākas apstrādes temperatūras: cietlodēšana notiek salīdzinoši zemā temperatūrā (800–950°C).
Kontrolēta atmosfēra: veiciet vakuumā vai augstas tīrības pakāpes inertā atmosfērā, lai novērstu aktīvo komponentu oksidēšanos.
Materiāla daudzpusība: piemērots keramikai, piemēram, Al2O3, AlN un Si3N4.
