(Kovara līdz alumīnija oksīda daļaiRažotājsWintrustek)

I. Pārskats par Kovaru

Kovar ir dzelzs, niķeļa un kobalta bāzes izplešanās sakausējums, kura galvenā iezīme ir tā, ka tā termiskās izplešanās koeficients atbilst dažu cieto stiklu un keramikas (piemēram, alumīnija oksīda) koeficientam noteiktā temperatūras diapazonā. Šī funkcija padara to par būtisku blīvējuma materiālu elektroniskajā iepakojumā, kosmosa, lāzeru un citās nozarēs. To parasti izmanto, lai izgatavotu metāla detaļas hermētiskai blīvēšanai ar stiklu vai keramiku.

Precīzu sakausējumu apzīmējums “4J” saskaņā ar Ķīnas nacionālo standartu (GB) apzīmē sakausējumus, kuru izplešanās raksturlielumi “tuvojas” (J) noteiktai vērtībai.

II. Trīs Kovara pakāpju detalizēta analīze

Kopība: visu trīs pamatā ir Fe-Ni-Co, un tiem ir līdzīgas izplešanās īpašības kā cietajam stiklam un keramikai. Termiskās izplešanās līknes, Kirī temperatūras un mehāniskās īpašības ievērojami atšķiras nelielu sastāva izmaiņu rezultātā.

1. 4J29 (the most classic and widely used Kovar)

Tipisks sastāvs:Fe-29Ni-17Co ar nelielām deoksidējošu elementu, piemēram, mangāna un silīcija, piedevām.

Paplašināšanas raksturlielumi: Vidējais lineārais izplešanās koeficients ir ļoti saskaņots ar DM-308 molibdēna grupas stiklu un 92-96% alumīnija oksīda keramiku 20-450°C diapazonā.

Galvenie parametri:

• Kirī temperatūra: aptuveni 430°C (virs šīs temperatūras zaudē feromagnētiskās īpašības).

• Atbilstoši materiāli: keramika ar augstu alumīnija oksīda saturu, molibdēna grupas stikli.

• Virsmas apstrāde: parasti nepieciešama niķeļa vai zelta pārklājums, lai uzlabotu lodēšanu un izturību pret koroziju.

• Galvenās pielietošanas iespējas: mikroviļņu lampas, lāzeri, integrālo shēmu korpusi, augstas uzticamības releji, aviācijas un kosmosa hermētiķi.

2. 4J33 un 4J34 (uzlabots Kovar)

Šie sakausējumi ir varianti, kas izstrādāti, lai novērstu 4J29 trūkumus (piemēram, paaugstinātus zemas temperatūras izplešanās koeficientus), un tiem ir augstāka Kirī temperatūra.

Sastāva atšķirības:

• 4J33: Fe-33Ni-14Co (reduced cobalt, increased nickel).

• 4J34: Fe-31Ni-15Co (composition intermediate between the two).

Paplašināšanas raksturlielumi:Istabas temperatūrā līdz aptuveni 300°C izplešanās koeficients ir nedaudz zemāks par 4J29, nodrošinot labāku savietojamību ar noteiktiem speciālajiem stikliem vai keramiku.

Galvenā priekšrocība — augsta Kirī temperatūra:

• 4J29: ~430°C

• 4J33: ~500°C

• 4J34: ~480°C

Nozīme:Augstāka Curie temperatūra nodrošina, ka materiāls paliek nemagnētisks paaugstinātā darba temperatūrā, novēršot magnētiskos traucējumus augstfrekvences augstas precizitātes instrumentos.

Pielietojuma izvēle: piemērots augstas temperatūras vidēm vai magnētiski jutīgiem lietojumiem, vai arī atlasīts, pamatojoties uz izplešanās līknes atbilstības testiem ar noteiktiem blīvējuma materiāliem.

III. Kovara lodēšanas ar alumīnija oksīda keramiku galvenās priekšrocības

Kovaras un alumīnija oksīda keramikas hermētiskā hermētiskā noblīvēšana ar cietlodēšanu ir ļoti svarīga mūsdienu elektroniskā iepakojuma tehnoloģija, kam ir šādas galvenās priekšrocības:

1. Izcila termiskās izplešanās atbilstība (pamatā priekšrocība)

Atdzesējot no cietlodēšanas līdz istabas temperatūrai, viens un tas pats abu materiālu saraušanās ātrums ievērojami samazina atlikušo termisko spriegumu savienojuma vietā. Tas veiksmīgi novērš keramikas plaisāšanu un cietlodēšanas šuvju lūzumus, tādējādi nodrošinot maksimālu uzticamību.

2. Augstas gāzes necaurlaidības sasniegšana

Hēlija noplūdes ātrums nobriedušās sistēmās bieži nokrīt zem 1 × 10⁻⁸ Pa·m³/s noslēgtām sastāvdaļām, efektīvi izolējot ārējo mitrumu un skābekli. Tas atbilst stingrām uzticamības prasībām kosmosa, militāro un citu augsta pieprasījuma lietojumu jomā.

3. Izcila mehāniskā izturība un strukturālā integritāte

Kovaras provides spēcīgs mehāniskais atbalsts un stingrība, savukārt alumīnija oksīda keramika nodrošina izcilu izolāciju un cietību. Lodējot šos materiālus, tiek iegūta izturīga kompozītmateriāla struktūra ar aizsargājošām un funkcionālām īpašībām.

4. Nobrieduši procesi un augsta uzticamība

Ir izveidota konsekventa procesa ķēde, kurā ietilpst keramikas metalizācija (molibdēna-mangāna tehnika), niķeļa pārklāšana, montāža ar Kovar komponentiem un vakuuma/aizsardzības vides cietlodēšana. Process ir ļoti kontrolējams, piemērots masveida ražošanai un nodrošina augstu ražu ar nemainīgu kvalitāti.

IV. Kopsavilkuma salīdzināšana un atlases ieteikumi

Ⅴ. Secinājums

Kovar saimē 4J29 ir standarta un ieteicamais materiāls keramikas ar augstu alumīnija oksīda lodēšanai, nodrošinot labu veiktspējas, izmaksu un uzticamības līdzsvaru. 4J33/34 ir veiktspējas uzlabojums noteiktiem lietojumiem, kuriem nepieciešama augstāka darba temperatūra vai stingri nemagnētiski raksturlielumi.Kovaras lodēšana ar alumīnija oksīda keramiku, ko atbalsta to termiskās izplešanās atbilstība, ir kļuvis par nozares standartu augstas uzticamības elektronisko un optoelektronisko komponentu hermētiskajam iepakojumam.