(मेटलाइज्ड सिरेमिकद्वारा निर्मितWintrusetk)
सिरेमिक मेटलायझेशनसिरेमिक पृष्ठभागावर अत्यंत चिकट धातूचा लेप जमा करण्याचे तंत्र आहे. ही एक महत्त्वाची पायरी आहे कारण मातीची भांडी सोल्डरसाठी नैसर्गिकरित्या ओले जाऊ शकत नाहीत. मेटलाइज्ड लेयर त्यांना सोल्डेबल बनवते, मजबूत सिरेमिक-टू-मेटल कनेक्शन तयार करण्यासाठी आवश्यक पाया प्रदान करते.
खाली आज उद्योगात वापरल्या जाणाऱ्या चार प्राथमिक पद्धतींचे विहंगावलोकन आहे.
1. मॉलिब्डेनम-मँगनीज (Mo-Mn)पद्धत: औद्योगिक मानक
दMo-Mnप्रक्रिया ही सर्वात वारंवार वापरली जाणारी आणि सुस्थापित सिरेमिक मेटलायझेशन तंत्रज्ञान आहे. विसाव्या शतकाच्या मध्यापासून, व्हॅक्यूम इलेक्ट्रॉनिक्स आणि एरोस्पेस ऍप्लिकेशन्समध्ये उच्च-विश्वसनीयता सील तयार करण्यासाठी ही मानक पद्धत आहे.
प्रक्रियेचे तत्त्व:सेंद्रिय बाइंडरमध्ये रीफ्रॅक्टरी मॉलिब्डेनम पावडर, मँगनीज पावडर आणि एक्टिव्हेटर्स (उदा. Al2O3, SiO2 आणि CaO) ची स्लरी तयार करणे. ही स्लरी सिरॅमिक पृष्ठभागावर लावली जाते आणि आर्द्र हायड्रोजन वातावरणात उच्च तापमानात (1300-1600°C) सिंटर केले जाते (दव बिंदू = +30°C).
फायदे: हे उच्च सीलिंग सामर्थ्य (सक्रिय केलेल्या पद्धतीसह 60.2±7.7 MPa पर्यंत पोहोचणे) आणि उत्कृष्ट व्हॅक्यूम घट्टपणा (2.3×10⁻¹¹ Pa·m³/s इतके कमी गळती दरासह) देते. प्रक्रिया एकापेक्षा जास्त रीवर्क सायकल्स आणि विस्तृत, क्षमा करणाऱ्या प्रक्रिया विंडोमधून फायदे मिळविण्यास अनुमती देते.
मर्यादा:उच्च सिंटरिंग तापमान सिरेमिक वैशिष्ट्ये बदलू शकते. प्रक्रियेसाठी मोठ्या प्रमाणात हायड्रोजन फर्नेस उपकरणे आवश्यक आहेत, परिणामी सायकलचा बराच वेळ लागतो. शिवाय, प्री-ऑक्सिडेशन प्रक्रियेच्या अनुपस्थितीत ते AlN सारख्या नॉन-ऑक्साइड सिरॅमिक्सशी विसंगत आहे.
2. को-फायरिंग पद्धत: मल्टीलेअर वायरिंग सक्षम करा
को-फायरिंग पद्धत थेट सिरेमिक सिंटरिंग प्रक्रियेमध्ये मेटालायझेशन समाविष्ट करते. मुख्य आधार "हिरव्या सिरॅमिकचे सह-फायरिंग" आहे, ज्यामध्ये रीफ्रॅक्टरी मेटल पेस्ट (जसे की टंगस्टन, मॉलिब्डेनम किंवा मॉलिब्डेनम-मँगनीज) अनफायर्ड (हिरव्या) सिरॅमिक शीटवर स्क्रीन-प्रिंट करणे समाविष्ट आहे. सिरेमिक घनता आणि अंतर्गत मेटलायझेशन दोन्ही एकाच टप्प्यात पूर्ण करण्यासाठी या शीट्स नंतर बाँड आणि एकत्र जोडल्या जातात.
3. डायरेक्ट बॉन्डेड कॉपर (DBC)पॉवर डिसिपेशनसाठी ऑप्टिमाइझ केले आहे
डायरेक्ट बॉन्डेड कॉपर (DBC)1970 च्या दशकात विकसित केले गेले आणि मूळतः युनायटेड स्टेट्समधील GE द्वारे व्यावसायिकीकरण केले गेले. हे आता उच्च-शक्ती IGBT मॉड्यूल्स आणि LED हीट डिसिपेशन सब्सट्रेट्ससाठी मानक तंत्रज्ञान बनले आहे. या प्रक्रियेमध्ये तांबे फॉइलला सिरेमिक सब्सट्रेटशी थेट जोडणे समाविष्ट आहे, परिणामी उच्च उष्णता चालकता आणि विद्युत इन्सुलेशन असलेली रचना तयार होते.
4. ॲक्टिव्ह मेटल ब्रेझिंग (AMB): वन-स्टेप सीलिंग क्रांती
ॲक्टिव्ह मेटल ब्रेझिंग (एएमबी) ही एक महत्त्वाची नवकल्पना आहे जी मेटालायझेशन आणि ब्रेझिंगला एकाच, सरलीकृत प्रक्रियेमध्ये एकत्रित करते. हे थेट ब्रेझिंग फिलर मेटलमध्ये Ti, Zr, Nb, किंवा V सारख्या सक्रिय घटकांचा परिचय करून पूर्ण केले जाते. उच्च तापमानात, हे घटक रासायनिक रीतीने सिरेमिकवर प्रतिक्रिया देतात आणि धातूच्या बंधाच्या संरचनेसह प्रतिक्रिया स्तर तयार करतात. उदाहरणांमध्ये TiO, TiN आणि Cu3Ti3O यांचा समावेश आहे. हा थर ब्रेझिंग फिलर मेटलला सिरेमिक पृष्ठभाग थेट ओलावू देतो.
प्रक्रिया वैशिष्ट्ये:
सरलीकृत कार्यप्रवाह: वेगळ्या प्री-मेटलायझेशन चरणाची आवश्यकता दूर करते.
कमी प्रक्रिया तापमान: ब्रेझिंग तुलनेने कमी तापमानात होते (800-950°C).
नियंत्रित वातावरण: सक्रिय घटकांचे ऑक्सिडेशन टाळण्यासाठी व्हॅक्यूम किंवा उच्च-शुद्धता जड वातावरणात कार्य करा.
साहित्य अष्टपैलुत्व: Al2O3, AlN आणि Si3N4 सारख्या सिरॅमिक्ससाठी योग्य.
