(Metalizovaná keramikaProdukovalWintrusetk)
Keramická metalizáciaje technika nanášania vysoko priľnavého kovového povlaku na keramický povrch. Toto je dôležitý krok, pretože keramika je prirodzene nezmáčateľná pre spájkovanie. Pokovená vrstva ich robí spájkovateľnými a poskytuje potrebný základ na vytvorenie pevných spojení keramiky a kovu.
Nižšie je uvedený prehľad štyroch základných metód používaných v dnešnom priemysle.
1. molybdén-mangán (Mo-Mn)Metóda: Priemyselný štandard
ThePo-Mnproces je najčastejšie používaná a osvedčená technológia pokovovania keramiky. Od polovice dvadsiateho storočia je to štandardná metóda na výrobu vysoko spoľahlivých tesnení vo vákuovej elektronike a aplikáciách v leteckom priemysle.
Princíp procesu:príprava kaše žiaruvzdorného molybdénového prášku, mangánového prášku a aktivátorov (napr. Al203, Si02 a CaO) v organickom spojive. Táto kaša sa nanáša na keramický povrch a speká pri vysokých teplotách (1300-1600°C) vo vlhkom vodíkovom prostredí (rosný bod = +30°C).
Výhody: Ponúka vysokú tesniacu pevnosť (dosahujúcu až 60,2±7,7 MPa pri aktivovanej metóde) a vynikajúcu vákuovú tesnosť (s mierou úniku už 2,3×10⁻¹¹ Pa·m³/s). Tento proces umožňuje viacero cyklov prepracovania a ťaží zo širokého, zhovievavého procesného okna.
Obmedzenia:Vysoké teploty spekania môžu zmeniť charakteristiky keramiky. Proces si vyžaduje obrovské vybavenie vodíkovej pece, čo má za následok dlhý čas cyklu. Okrem toho je nekompatibilný s neoxidovou keramikou, ako je AlN, v neprítomnosti preoxidačného procesu.
2. Metóda spoločného spaľovania: Povoľte viacvrstvové zapojenie
Metóda spoločného vypaľovania zahŕňa metalizáciu priamo do procesu spekania keramiky. Hlavným predpokladom je „spoluvypaľovanie zelenej keramiky“, ktoré zahŕňa sieťotlač žiaruvzdornej kovovej pasty (ako je volfrám, molybdén alebo molybdén-mangán) na nevypálené (zelené) keramické dosky. Tieto pláty sú potom spojené a tavené dohromady, aby sa dokončilo zahustenie keramiky aj vnútorná metalizácia v jednom kroku.
3. Priama lepená meď (DBC)je optimalizovaný pre stratový výkon
Priama lepená meď (DBC)bol vyvinutý v 70. rokoch minulého storočia a pôvodne komercializovaný spoločnosťou GE v Spojených štátoch. Teraz sa stala štandardnou technológiou pre vysokovýkonné moduly IGBT a substráty na rozptyl tepla LED. Tento proces zahŕňa priame spojenie medenej fólie s keramickým substrátom, výsledkom čoho je štruktúra s vysokou tepelnou vodivosťou a elektrickou izoláciou.
4. Aktívne spájkovanie kovov (AMB): Jednokroková revolúcia tesnenia
Active Metal Brazing (AMB) je významnou inováciou, ktorá spája metalizáciu a tvrdé spájkovanie do jediného zjednodušeného procesu. To sa dosiahne zavedením aktívnych prvkov, ako je Ti, Zr, Nb alebo V, priamo do spájkovacieho kovu. Pri vysokých teplotách tieto prvky chemicky reagujú s keramikou a vytvárajú reakčnú vrstvu so štruktúrou kovovej väzby. Príklady zahŕňajú TiO, TiN a Cu3Ti3O. Táto vrstva umožňuje spájkovaciemu kovu priamo navlhčiť keramický povrch.
Charakteristiky procesu:
Zjednodušený pracovný postup: Odpadá nutnosť samostatného kroku pred metalizáciou.
Nižšie teploty spracovania: Spájkovanie prebieha pri relatívne nízkych teplotách (800 – 950 °C).
Kontrolovaná atmosféra: Vykonávajte vo vákuu alebo v inertnej atmosfére s vysokou čistotou, aby ste zabránili oxidácii aktívnych zložiek.
Všestrannosť materiálu: Vhodné pre keramiku ako Al2O3, AlN a Si3N4.
