(Cerâmica MetalizadaProduzido porWintrusetk)
Metalização cerâmicaé a técnica de depositar um revestimento metálico altamente aderente sobre uma superfície cerâmica. Este é um passo vital, uma vez que a cerâmica é inerentemente não molhável à soldagem. A camada metalizada os torna soldáveis, fornecendo a base necessária para formar fortes conexões cerâmica-metal.
Abaixo está uma visão geral dos quatro métodos principais usados na indústria hoje.
1. Molibdênio-Manganês (Mo-Mn)Método: O Padrão Industrial
OMo-MnO processo é a tecnologia de metalização cerâmica mais frequentemente usada e bem estabelecida. Desde meados do século XX, tem sido o método padrão para a produção de vedações de alta confiabilidade em aplicações eletrônicas de vácuo e aeroespaciais.
Princípio do Processo:preparar uma pasta de pó refratário de molibdênio, pó de manganês e ativadores (por exemplo, Al2O3, SiO2 e CaO) em um aglutinante orgânico. Esta pasta é aplicada à superfície cerâmica e sinterizada a altas temperaturas (1300-1600°C) em ambiente úmido de hidrogênio (ponto de orvalho = +30°C).
Vantagens: Oferece alta resistência de vedação (atingindo até 60,2±7,7 MPa com o método ativado) e excelente estanqueidade ao vácuo (com taxa de vazamento tão baixa quanto 2,3×10⁻¹¹ Pa·m³/s). O processo permite vários ciclos de retrabalho e se beneficia de uma janela de processo ampla e flexível.
Limitações:Altas temperaturas de sinterização podem alterar as características da cerâmica. O processo requer um enorme equipamento de forno de hidrogênio, resultando em um longo tempo de ciclo. Além disso, é incompatível com cerâmicas não oxidadas, como o AlN, na ausência de um processo de pré-oxidação.
2. Método de co-disparo: ativar fiação multicamadas
O método de co-queima incorpora a metalização diretamente no processo de sinterização cerâmica. A premissa principal é a "co-queima de cerâmica verde", que envolve a serigrafia de uma pasta de metal refratária (como tungstênio, molibdênio ou molibdênio-manganês) em folhas de cerâmica não cozidas (verdes). Essas folhas são então coladas e fundidas para completar a densificação cerâmica e a metalização interna em uma única etapa.
3. Cobre Ligado Direto (DBC)é otimizado para dissipação de energia
Cobre Ligado Direto (DBC)foi desenvolvido na década de 1970 e originalmente comercializado pela GE nos Estados Unidos. Agora se tornou a tecnologia padrão para módulos IGBT de alta potência e substratos de dissipação de calor de LED. Este processo inclui a ligação direta de uma folha de cobre a um substrato cerâmico, resultando em uma estrutura com alta condutividade térmica e isolamento elétrico.
4. Brasagem de Metal Ativo (AMB): A Revolução da Vedação em Uma Etapa
A Brasagem Ativa de Metal (AMB) é uma inovação significativa que combina metalização e brasagem em um processo único e simplificado. Isto é conseguido através da introdução de elementos ativos, como Ti, Zr, Nb ou V, diretamente no metal de adição de brasagem. Em altas temperaturas, esses elementos reagem quimicamente com a cerâmica para gerar uma camada de reação com estrutura de ligação metálica. Exemplos incluem TiO, TiN e Cu3Ti3O. Esta camada permite que o metal de adição de brasagem umedeça diretamente a superfície cerâmica.
Características do processo:
Fluxo de trabalho simplificado: Elimina a necessidade de uma etapa separada de pré-metalização.
Temperaturas de processamento mais baixas: A brasagem ocorre em temperaturas relativamente baixas (800–950°C).
Atmosfera Controlada: Execute em vácuo ou atmosfera inerte de alta pureza para evitar a oxidação dos componentes ativos.
Versatilidade do material: Adequado para cerâmicas como Al2O3, AlN e Si3N4.
