(Металлизированная КерамикаПродюсер:Винтрусетк)
Керамическая металлизацияЭто метод нанесения металлического покрытия с высокой адгезией на керамическую поверхность. Это жизненно важный шаг, поскольку керамика по своей природе не смачивается при пайке. Металлизированный слой делает их пригодными для пайки, обеспечивая необходимую основу для формирования прочных соединений керамики с металлом.
Ниже представлен обзор четырех основных методов, используемых сегодня в отрасли.
1. Молибден-Марганец (Mo-Mn)Метод: Промышленный стандарт
Пн-ПнПроцесс является наиболее часто используемой и хорошо зарекомендовавшей себя технологией металлизации керамики. С середины двадцатого века это стандартный метод изготовления высоконадежных уплотнений в вакуумной электронике и аэрокосмической промышленности.Принцип процесса:
приготовление суспензии огнеупорного порошка молибдена, порошка марганца и активаторов (например, Al2O3, SiO2 и CaO) в органическом связующем. Эту суспензию наносят на керамическую поверхность и спекают при высоких температурах (1300-1600°С) во влажной водородной среде (точка росы = +30°С).Преимущества:
Он обеспечивает высокую прочность уплотнения (до 60,2±7,7 МПа при активированном методе) и превосходную вакуумную герметичность (со скоростью утечки всего 2,3×10⁻¹¹ Па·м³/с). Этот процесс допускает несколько циклов доработки и имеет преимущества широкого, щадящего процесса окна.Ограничения:
Высокие температуры спекания могут изменить характеристики керамики. Для этого процесса требуется огромное оборудование для водородных печей, что приводит к длительному времени цикла. Более того, он несовместим с неоксидной керамикой, такой как AlN, из-за отсутствия процесса предварительного окисления.2. Метод совместного запуска: включение многослойной проводки
Метод совместного обжига включает металлизацию непосредственно в процесс спекания керамики. Основной предпосылкой является «совместный обжиг зеленой керамики», который включает в себя трафаретную печать пасты из тугоплавкого металла (например, вольфрама, молибдена или молибдена-марганца) на необожженные (зеленые) керамические листы. Затем эти листы соединяются и сплавляются вместе, чтобы завершить как уплотнение керамики, так и внутреннюю металлизацию за один этап.
Медь прямого соединения (DBC)
3. оптимизирован для рассеиваемой мощностиМедь прямого соединения (DBC)
был разработан в 1970-х годах и первоначально коммерциализировался компанией GE в США. Теперь это стало стандартной технологией для мощных модулей IGBT и подложек для рассеивания тепла светодиодов. Этот процесс включает в себя непосредственное приклеивание медной фольги к керамической подложке, в результате чего получается структура с высокой теплопроводностью и электроизоляцией.4. Активная пайка металлов (AMB): революция в области герметизации за один шаг
Активная пайка металла (AMB) — это значительная инновация, объединяющая металлизацию и пайку в единый упрощенный процесс. Это достигается путем введения активных элементов, таких как Ti, Zr, Nb или V, непосредственно в припой. При высоких температурах эти элементы химически реагируют с керамикой, образуя реакционный слой со структурой металлической связи. Примеры включают TiO, TiN и Cu3Ti3O. Этот слой позволяет припою непосредственно смачивать керамическую поверхность.
Характеристики процесса:
Упрощенный рабочий процесс: устраняется необходимость в отдельном этапе предварительной металлизации.
Более низкие температуры обработки: Пайка происходит при относительно низких температурах (800–950°C).
Контролируемая атмосфера: Выполняйте в вакууме или инертной атмосфере высокой чистоты, чтобы предотвратить окисление активных компонентов.
Универсальность материала: подходит для такой керамики, как Al2O3, AlN и Si3N4.
