(മെറ്റലൈസ്ഡ് സെറാമിക്നിർമ്മിച്ചത്വിൻട്രൂസെറ്റ്ക്)

സെറാമിക് മെറ്റലൈസേഷൻഒരു സെറാമിക് പ്രതലത്തിൽ വളരെ ഒട്ടിപ്പിടിക്കുന്ന ലോഹ കോട്ടിംഗ് നിക്ഷേപിക്കുന്ന സാങ്കേതികതയാണ്. സെറാമിക്സ് സ്വാഭാവികമായും സോൾഡറിന് നനവില്ലാത്തതിനാൽ ഇത് ഒരു സുപ്രധാന ഘട്ടമാണ്. മെറ്റലൈസ് ചെയ്ത പാളി അവയെ സോൾഡബിൾ ആക്കുന്നു, ശക്തമായ സെറാമിക്-ടു-മെറ്റൽ കണക്ഷനുകൾ രൂപീകരിക്കുന്നതിന് ആവശ്യമായ അടിത്തറ നൽകുന്നു. 

ഇന്ന് വ്യവസായത്തിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന നാല് പ്രാഥമിക രീതികളുടെ ഒരു അവലോകനം ചുവടെയുണ്ട്.

1. മോളിബ്ഡിനം-മാംഗനീസ് (Mo-Mn)രീതി: വ്യാവസായിക നിലവാരം

ദിമോ-എം.എൻഏറ്റവും കൂടുതൽ ഉപയോഗിക്കുന്നതും നന്നായി സ്ഥാപിതമായതുമായ സെറാമിക് മെറ്റലൈസേഷൻ സാങ്കേതികവിദ്യയാണ് ഈ പ്രക്രിയ. ഇരുപതാം നൂറ്റാണ്ടിൻ്റെ മധ്യം മുതൽ, വാക്വം ഇലക്ട്രോണിക്സിലും എയ്റോസ്പേസ് ആപ്ലിക്കേഷനുകളിലും ഉയർന്ന വിശ്വാസ്യതയുള്ള മുദ്രകൾ നിർമ്മിക്കുന്നതിനുള്ള സ്റ്റാൻഡേർഡ് രീതിയാണിത്.

പ്രക്രിയ തത്വം:ഒരു ഓർഗാനിക് ബൈൻഡറിൽ റിഫ്രാക്ടറി മോളിബ്ഡിനം പൗഡർ, മാംഗനീസ് പൊടി, ആക്റ്റിവേറ്ററുകൾ (ഉദാ. Al2O3, SiO2, CaO) എന്നിവയുടെ സ്ലറി തയ്യാറാക്കുന്നു. ഈ സ്ലറി സെറാമിക് പ്രതലത്തിൽ പ്രയോഗിക്കുകയും ഉയർന്ന ഊഷ്മാവിൽ (1300-1600 ° C) ഈർപ്പമുള്ള ഹൈഡ്രജൻ പരിതസ്ഥിതിയിൽ (മഞ്ഞു പോയിൻ്റ് = +30 ° C) സിൻ്റർ ചെയ്യുകയും ചെയ്യുന്നു.

പ്രയോജനങ്ങൾ: ഇത് ഉയർന്ന സീലിംഗ് ശക്തിയും (സജീവമാക്കിയ രീതി ഉപയോഗിച്ച് 60.2±7.7 MPa വരെ എത്തുന്നു) മികച്ച വാക്വം ഇറുകിയതയും (ലീക്കേജ് നിരക്ക് 2.3×10⁻¹¹ Pa·m³/s വരെ കുറവാണ്) വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്നു. ഈ പ്രക്രിയ ഒന്നിലധികം റീവർക്ക് സൈക്കിളുകളും വിശാലവും ക്ഷമിക്കുന്നതുമായ പ്രോസസ്സ് വിൻഡോയിൽ നിന്നുള്ള ആനുകൂല്യങ്ങൾ അനുവദിക്കുന്നു.

പരിമിതികൾ:ഉയർന്ന സിൻ്ററിംഗ് താപനില സെറാമിക് സ്വഭാവങ്ങളെ മാറ്റിയേക്കാം. പ്രക്രിയയ്ക്ക് വലിയ ഹൈഡ്രജൻ ചൂള ഉപകരണങ്ങൾ ആവശ്യമാണ്, ഇത് ഒരു നീണ്ട സൈക്കിൾ സമയത്തിന് കാരണമാകുന്നു. കൂടാതെ, പ്രീ-ഓക്സിഡേഷൻ പ്രക്രിയയുടെ അഭാവത്തിൽ AlN പോലുള്ള നോൺ-ഓക്സൈഡ് സെറാമിക്സുമായി ഇത് പൊരുത്തപ്പെടുന്നില്ല.

2. സഹ-ഫയറിംഗ് രീതി: മൾട്ടി ലെയർ വയറിംഗ് പ്രവർത്തനക്ഷമമാക്കുക

കോ-ഫയറിംഗ് രീതി മെറ്റലൈസേഷൻ നേരിട്ട് സെറാമിക് സിൻ്ററിംഗ് പ്രക്രിയയിൽ ഉൾപ്പെടുത്തുന്നു. ഫയർ ചെയ്യാത്ത (പച്ച) സെറാമിക് ഷീറ്റുകളിലേക്ക് റിഫ്രാക്ടറി മെറ്റൽ പേസ്റ്റ് (ടങ്സ്റ്റൺ, മോളിബ്ഡിനം, അല്ലെങ്കിൽ മോളിബ്ഡിനം-മാംഗനീസ് പോലുള്ളവ) സ്‌ക്രീൻ പ്രിൻ്റ് ചെയ്യുന്നത് ഉൾപ്പെടുന്ന "പച്ച സെറാമിക് കോ-ഫയറിംഗ്" ആണ് പ്രധാന ആധാരം. ഈ ഷീറ്റുകൾ ഒരു ഘട്ടത്തിൽ സെറാമിക് ഡെൻസിഫിക്കേഷനും ആന്തരിക മെറ്റലൈസേഷനും പൂർത്തിയാക്കാൻ പരസ്പരം ബന്ധിപ്പിക്കുകയും സംയോജിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.

3. ഡയറക്ട് ബോണ്ടഡ് കോപ്പർ (DBC)പവർ ഡിസിപ്പേഷനായി ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്തിരിക്കുന്നു

ഡയറക്ട് ബോണ്ടഡ് കോപ്പർ (DBC)1970-കളിൽ വികസിപ്പിച്ചെടുത്തു, യഥാർത്ഥത്തിൽ യുണൈറ്റഡ് സ്റ്റേറ്റ്സിലെ GE ആണ് വാണിജ്യവൽക്കരിച്ചത്. ഉയർന്ന പവർ IGBT മൊഡ്യൂളുകൾക്കും LED താപ വിസർജ്ജന സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റുകൾക്കുമുള്ള സ്റ്റാൻഡേർഡ് സാങ്കേതികവിദ്യയായി ഇത് മാറിയിരിക്കുന്നു. ഈ പ്രക്രിയയിൽ ഒരു ചെമ്പ് ഫോയിൽ ഒരു സെറാമിക് അടിവസ്ത്രവുമായി നേരിട്ട് ബന്ധിപ്പിക്കുന്നത് ഉൾപ്പെടുന്നു, ഇത് ഉയർന്ന താപ ചാലകതയും വൈദ്യുത ഇൻസുലേഷനും ഉള്ള ഒരു ഘടനയിലേക്ക് നയിക്കുന്നു.

4. ആക്ടീവ് മെറ്റൽ ബ്രേസിംഗ് (AMB): വൺ-സ്റ്റെപ്പ് സീലിംഗ് വിപ്ലവം

മെറ്റലൈസേഷനും ബ്രേസിംഗും സംയോജിപ്പിച്ച് ഒരൊറ്റ ലളിതമായ പ്രക്രിയയായി സംയോജിപ്പിക്കുന്ന ഒരു സുപ്രധാന നവീകരണമാണ് ആക്റ്റീവ് മെറ്റൽ ബ്രേസിംഗ് (AMB). Ti, Zr, Nb അല്ലെങ്കിൽ V പോലുള്ള സജീവ ഘടകങ്ങൾ നേരിട്ട് ബ്രേസിംഗ് ഫില്ലർ മെറ്റലിലേക്ക് അവതരിപ്പിക്കുന്നതിലൂടെയാണ് ഇത് സാധ്യമാകുന്നത്. ഉയർന്ന ഊഷ്മാവിൽ, ഈ മൂലകങ്ങൾ സെറാമിക്സുമായി രാസപരമായി പ്രതിപ്രവർത്തിച്ച് ലോഹ ബോണ്ട് ഘടനയുള്ള ഒരു പ്രതികരണ പാളി സൃഷ്ടിക്കുന്നു. ഉദാഹരണങ്ങളിൽ TiO, TiN, Cu3Ti3O എന്നിവ ഉൾപ്പെടുന്നു. ഈ പാളി ബ്രേസിംഗ് ഫില്ലർ ലോഹത്തെ സെറാമിക് ഉപരിതലത്തെ നേരിട്ട് നനയ്ക്കാൻ അനുവദിക്കുന്നു.

പ്രക്രിയ സവിശേഷതകൾ:

• ലളിതമാക്കിയ വർക്ക്ഫ്ലോ: ഒരു പ്രത്യേക പ്രീ-മെറ്റലൈസേഷൻ ഘട്ടത്തിൻ്റെ ആവശ്യകത ഇല്ലാതാക്കുന്നു.

• താഴ്ന്ന പ്രോസസ്സിംഗ് താപനിലകൾ: താരതമ്യേന കുറഞ്ഞ താപനിലയിൽ (800–950°C) ബ്രേസിംഗ് സംഭവിക്കുന്നു.

• നിയന്ത്രിത അന്തരീക്ഷം: സജീവ ഘടകങ്ങളുടെ ഓക്സീകരണം തടയാൻ ഒരു വാക്വം അല്ലെങ്കിൽ ഉയർന്ന ശുദ്ധിയുള്ള നിഷ്ക്രിയ അന്തരീക്ഷത്തിൽ നടത്തുക.

• മെറ്റീരിയൽ വൈവിധ്യം: Al2O3, AlN, Si3N4 തുടങ്ങിയ സെറാമിക്‌സിന് അനുയോജ്യം.