(Металізована керамікаВиробникWintrusetk)
Керамічна металізаціяце техніка нанесення металевого покриття з високою адгезією на керамічну поверхню. Це життєво важливий крок, оскільки кераміку за своєю суттю неможливо змочити паянням. Металізований шар робить їх придатними для пайки, забезпечуючи необхідну основу для утворення міцних з’єднань кераміки з металом.
Нижче наведено огляд чотирьох основних методів, які сьогодні використовуються в галузі.
1. Молібден-Марганець (Mo-Mn)Метод: Промисловий стандарт
Theпн-пнПроцес металізації кераміки є найбільш часто використовуваною і добре зарекомендував себе. З середини двадцятого століття це стандартний метод виготовлення високонадійних ущільнень у вакуумній електроніці та аерокосмічній техніці.
Принцип процесу:приготування суспензії тугоплавкого порошку молібдену, порошку марганцю та активаторів (наприклад, Al2O3, SiO2 та CaO) в органічному сполучному. Ця суспензія наноситься на керамічну поверхню та спікається при високих температурах (1300-1600°C) у вологому середовищі водню (точка роси = +30°C).
Переваги: Він забезпечує високу міцність ущільнення (досягає до 60,2±7,7 МПа при активованому методі) і чудову вакуумну герметичність (зі швидкістю витоку лише 2,3×10⁻¹¹ Па·м³/с). Цей процес дозволяє виконувати кілька циклів переробки та має переваги від широкого вікна процесу, що прощає.
Обмеження:Високі температури спікання можуть змінити характеристики кераміки. Цей процес потребує величезного обладнання для водневих печей, що призводить до тривалого циклу. Крім того, він несумісний з неоксидною керамікою, такою як AlN, за відсутності процесу попереднього окислення.
2. Метод спільного спалювання: увімкніть багатошарову проводку
Метод спільного випалювання включає металізацію безпосередньо в процес спікання кераміки. Основною передумовою є «спільний випалювання зеленої кераміки», який включає трафаретний друк вогнетривкої металевої пасти (наприклад, вольфраму, молібдену або молібден-марганцю) на необпалених (зелених) керамічних листах. Потім ці листи скріплюються та сплавляються разом, щоб завершити ущільнення кераміки та внутрішню металізацію за один крок.
3. Пряма скріплена мідь (DBC)оптимізовано для розсіювання потужності
Пряма скріплена мідь (DBC)був розроблений у 1970-х роках і спочатку комерціалізований GE у Сполучених Штатах. Тепер це стало стандартною технологією для високопотужних модулів IGBT і світлодіодних тепловідвідних підкладок. Цей процес включає пряме склеювання мідної фольги з керамічною підкладкою, в результаті чого створюється структура з високою теплопровідністю та електричною ізоляцією.
4. Активна пайка металу (AMB): революція в одноетапній герметизації
Активна пайка металу (AMB) — це важлива інновація, яка поєднує металізацію та пайку в єдиний спрощений процес. Це досягається шляхом введення активних елементів, таких як Ti, Zr, Nb або V, безпосередньо в припойний метал. При високих температурах ці елементи вступають у хімічну реакцію з керамікою, створюючи реакційний шар із структурою металевого зв’язку. Приклади включають TiO, TiN і Cu3Ti3O. Цей шар дозволяє припою безпосередньо зволожувати керамічну поверхню.
Характеристики процесу:
Спрощений робочий процес: усуває потребу в окремому етапі попередньої металізації.
Нижчі температури обробки: Пайка відбувається за відносно низьких температур (800–950°C).
Контрольована атмосфера: Виконуйте у вакуумі або в інертній атмосфері високої чистоти, щоб запобігти окисленню активних компонентів.
Універсальність матеріалів: підходить для таких керамічних виробів, як Al2O3, AlN і Si3N4.
