(Ceramica metalizataProdus deWintrusetk)
Metalizare ceramicaeste tehnica de depunere a unui strat de metal foarte aderent pe o suprafață ceramică. Acesta este un pas vital, deoarece ceramica este în mod inerent neumezibilă pentru lipire. Stratul metalizat le face lipibile, oferind fundația necesară pentru formarea conexiunilor puternice ceramică-metal.
Mai jos este o prezentare generală a celor patru metode principale utilizate în industrie astăzi.
1. Molibden-Mangan (Mo-Mn)Metodă: Standardul industrial
TheLu-Mnprocedeul este cea mai des utilizată și bine stabilită tehnologie de metalizare ceramică. De la mijlocul secolului al XX-lea, a fost metoda standard pentru producerea de etanșări de înaltă fiabilitate în electronice de vid și aplicații aerospațiale.
Principiul procesului:prepararea unei suspensii de pulbere refractară de molibden, pulbere de mangan și activatori (de exemplu, Al2O3, SiO2 și CaO) într-un liant organic. Această suspensie este aplicată pe suprafața ceramică și sinterizată la temperaturi ridicate (1300-1600°C) într-un mediu umed cu hidrogen (punct de rouă = +30°C).
Avantaje: Oferă rezistență mare de etanșare (atingând până la 60,2±7,7 MPa cu metoda activată) și etanșeitate excelentă la vid (cu o rată de scurgere de până la 2,3×10⁻¹¹ Pa·m³/s). Procesul permite mai multe cicluri de reprelucrare și beneficiază de o fereastră largă de procesare.
Limitări:Temperaturile ridicate de sinterizare pot modifica caracteristicile ceramicii. Procesul necesită echipamente uriașe pentru cuptoare cu hidrogen, rezultând un ciclu lung. În plus, este incompatibil cu ceramica non-oxidică, cum ar fi AlN, în absența unui proces de pre-oxidare.
2. Metoda de ardere în comun: activați cablarea multistrat
Metoda de co-ardere încorporează metalizarea direct în procesul de sinterizare ceramică. Premisa principală este „co-arcerea ceramicii verzi”, care implică imprimarea serigrafică a unei paste metalice refractare (cum ar fi wolfram, molibden sau molibden-mangan) pe foi de ceramică (verzi) nearse. Aceste foi sunt apoi legate și topite împreună pentru a finaliza atât densificarea ceramică, cât și metalizarea internă într-o singură etapă.
3. Cupru lipit direct (DBC)este optimizat pentru disiparea puterii
Cupru lipit direct (DBC)a fost dezvoltat în anii 1970 și comercializat inițial de GE în Statele Unite. A devenit acum tehnologia standard pentru modulele IGBT de mare putere și substraturile de disipare a căldurii LED. Acest proces include lipirea directă a unei folii de cupru pe un substrat ceramic, rezultând o structură cu conductivitate termică ridicată și izolație electrică.
4. Lipire metalică activă (AMB): Revoluția de etanșare într-un singur pas
Active Metal Brazing (AMB) este o inovație semnificativă care combină metalizarea și lipirea într-un singur proces simplificat. Acest lucru se realizează prin introducerea de elemente active, cum ar fi Ti, Zr, Nb sau V, direct în metalul de umplutură de lipire. La temperaturi ridicate, aceste elemente reacţionează chimic cu ceramica pentru a genera un strat de reacţie cu o structură de legătură metalică. Exemplele includ TiO, TiN și Cu3Ti3O. Acest strat permite metalului de umplutură pentru lipire să umezească direct suprafața ceramică.
Caracteristicile procesului:
Flux de lucru simplificat: elimină necesitatea unui pas separat de premetalizare.
Temperaturi de procesare mai scăzute: brazarea are loc la temperaturi relativ scăzute (800–950°C).
Atmosferă controlată: Se efectuează în vid sau atmosferă inertă de înaltă puritate pentru a preveni oxidarea componentelor active.
Versatilitatea materialului: Potrivit pentru ceramică precum Al2O3, AlN și Si3N4.
