Metalizuotoms suvirintoms keramikos korpusams reikia tikslios inžinerijos, kad būtų galima sujungti aukštos{0}}dielektrinės keramikos elementus su laidžiais metalais ir sudaryti EV aukštos -įtampos nuolatinės srovės kontaktorių ir kosmoso energijos sistemų struktūrinę šerdį. Naudodami pažangias vakuuminio litavimo ir aktyvaus metalinio litavimo (AMB) technologijas, gamintojai pasiekia hermetiškus sandariklius, kurių šlyties stipris viršija 120 MPa, užtikrinant šiluminį ir elektrinį stabilumą esant ekstremalioms eksploatacinėms apkrovoms.
Kodėl keramikos metalizavimas sukurtas galios elektronikai
Neapdorota inžinerinė keramika, tokia kaip Al₂O3 ir AlN, pasižymi išskirtine elektros izoliacija ir aukšta gedimo įtampa, tačiau jai būdingas trapumas ir nulinis elektros laidumas neleidžia tiesiogiai sujungti su metaliniais komponentais. Metalizuojant ant keraminio pagrindo uždedama vienoda, tvirtai priglundanti metalinė plėvelė, sujungianti fizinį tarpą tarp skirtingų medžiagų.
| Savybė / parametras | Neapdorota keramika (Al₂O3) | Metalizuotas keramikinis substratas |
|---|---|---|
| Tūrio varža | >10¹⁴ Ω·cm | Kintamasis sąsajoje |
| Šilumos laidumas | 25 - 30 W/m·K | Padidintas šilumos išsklaidymo |
| Nulupimo / šlyties stiprumas | N/A | Didesnis arba lygus 120 MPa |
| Hermetiškas nuotėkio greitis | Priklausomai nuo kūno | < 1 × 10⁻⁹ Pa·m³/s |
Nuolatinės srovės relės elementų metalizuotos keramikos litavimo litavimo technologijos mechanika
Kietasis litavimas iš esmės skiriasi nuo lydinio suvirinimo, naudojant užpildo metalą, kurio skysčio temperatūra viršija 450 laipsnių, bet griežtai žemesnė už pagrindinių medžiagų kietojo paviršiaus temperatūrą. Kapiliarinis veikimas sutraukia išlydytą užpildo lydinį į mažus mikroskopinius tarpus (0,02 mm - 0.05 mm), sukuriant ištisinį, įtempį-paskirstytą jungtį, nelydant pradinių keramikos ar metalinių komponentų.
Dvigubi veikimo režimai keraminiuose sujungimuose
1 režimas:Tradicinis iš anksto{0}}metalizuotos keramikos litavimas
Įprastiniuose mazguose preciziškai metalizuota keramika iš anksto metalizuojama plonos {{0}plėvelės metodu (pvz., magnetroniniu purškimu) arba storosios -plėvelės metodais (pvz., molibdeno-mangano/Mo{3}}Mn procesu).
- Sąsajos paruošimas:Keraminis paviršius padengiamas išdegintu Mo{0}}Mn sluoksniu, po kurio dedamas galvanizuoto nikelio sluoksnis (didesnis arba lygus 3 μm), kuris veiktų kaip drėkinamasis pagrindas.
- Užpildo taikymas:Ag-Cu pagrindo užpildų lydiniai (pvz., Ag72Cu28) yra tarp nikeliu-dengtos keramikos ir vario arba Kovaro aparatūros.
- Terminis ciklas:Apdorojimas vyksta kontroliuojamoje vakuuminėje krosnyje (10⁻3 Pa) temperatūroje nuo 780 laipsnių iki 850 laipsnių.
2 režimas:Aktyvus metalinis litavimas (AMB) kaip integruotas sprendimas
Aktyvus metalinis litavimas pašalina atskirų išankstinio{0}}metalizacijos etapų poreikį, nes aktyvūs reaktyvūs elementai įdedami tiesiai į užpildo lydinį.
- Lydinio sudėtis:Sidabro-užpildo metalai legiruojami su aktyviais pereinamaisiais elementais, dažniausiai titanu (Ti) 2–4 %.
- Reakcijos mechanizmas:Kaitinant aukštoje -temperatūroje vakuume, titano atomai atsiskiria į keraminę sąsają, chemiškai reaguodami su Al₂O3 arba AlN, sudarydami ištisinį titano reakcijos produkto sluoksnį.
- Našumo pranašumas:Ši monolitinė reakcijos zona pasižymi išskirtiniu atsparumu šiluminiam smūgiui, todėl AMB yra nepakeičiamas didelės-galios izoliuotų-vartų bipolinių tranzistorių (IGBT) moduliams ir aukšto-dažnio EV inverterių substratams.
Pasikonsultuokite su mūsų elektros inžinieriais šiandien
Kodėl kietasis litavimas išlieka nepakeičiamas naudojant didelio{0}}tvirto metalizuoto keramikos komponentus
Mechaninis jungties vientisumas:Kontroliuojamas kapiliarų užpildymas tolygiai paskirsto mechanines apkrovas jungties srityje, užkertant kelią įtempių koncentracijai, dėl kurios atsiranda mikro{0}}lūžių terminio ciklo metu (nuo -55 laipsnių iki +150 laipsnių pagal IEC 60068-2-14).
Šiluminis ir elektros tęstinumas:Aukšto -grynumo sidabro-vario litavimo jungtys išlaiko mažą elektrinę kontaktinę varžą (mažesnę arba lygi 0,1 mΩ) ir efektyvius šiluminius kelius šilumai išsklaidyti.
Hermetinis sandarinimas:Lituotos keramikos ir metalo jungtys pasiekia mažesnį nei 1 × 10⁻⁹ Pa·m³/s helio nuotėkio greitį, apsaugodamos jautrius vidinius komponentus nuo drėgmės, oksidacijos ir kietųjų dalelių patekimo pagal IP67/IP69K įvertinimus.
Matmenų tikslumas:Apdorojimo temperatūra, žemesnė už pradinį lydymosi tašką, riboja šiluminį iškraipymą, išlaikant matmenų nuokrypius ±0,02 mm.
EV aliuminio oksido keramikos korpuso pramoninio pritaikymo ekosistema
Naujos energijos transporto priemonės (EV / HVDC):Aukštos-įtampos nuolatinės srovės kontaktorių lankinės kameros, keraminiai jungiklių korpusai ir greito-įkrovimo maitinimo modulio substratai, veikiantys iki 1000 V nuolatinės srovės.
Oro erdvė ir gynyba:Palydoviniai energijos paskirstymo komponentai, radarų vakuuminiai vamzdžiai ir hermetiški įvadai, kuriems reikia ypatingos vibracijos ir atsparumo šiluminiam smūgiui.
Galios puslaidininkiai:Tiesioginio surišimo vario (DBC) ir AMB keraminiai substratai vėjo turbinų keitikliams ir pramoninių variklių pavaroms.
susisiekite su mumis
Skubūs keramikos{0}}i-metalo projektamsMetalizuotas suvirintas keraminis korpusas, atsiųskite brėžinius ir medžiagų reikalavimus dabar, kad gamyklos inžinierių komanda galėtų peržiūrėti litavimo litavimo galimybes, įrankius, tikrinimą ir gamybos pajėgumus, kol tai nepaveiks jūsų tiekimo tvarkaraščio.
