محفظه های سرامیکی جوش داده شده متالیزه: فناوری لحیم کاری در این زمینه چه نقشی دارد؟

محفظه‌های سرامیکی جوش داده شده متالیزه به مهندسی دقیق نیاز دارند تا سرامیک‌های{0}دی الکتریک بالا را با فلزات رسانا پیوند دهند و هسته ساختاری کنتاکتورهای ولتاژ بالا{{1} EV و سیستم‌های قدرت هوافضا را تشکیل دهند. با استفاده از تکنیک‌های پیشرفته لحیم کاری خلاء و لحیم کاری فلزی فعال (AMB)، سازندگان به آب‌بندی‌های هرمتیک با مقاومت برشی بیش از 120 مگاپاسکال دست می‌یابند که پایداری حرارتی و الکتریکی را تحت بارهای عملیاتی شدید تضمین می‌کند.

سرامیک های مهندسی خام مانند Al2O3 و AlN عایق الکتریکی استثنایی و ولتاژهای شکست بالا را ارائه می دهند، اما شکنندگی ذاتی و هدایت الکتریکی صفر آنها مانع از مونتاژ مستقیم اجزای فلزی می شود. متالیزاسیون یک لایه فلزی یکنواخت و محکم چسبنده به زیرلایه سرامیکی اعمال می کند و شکاف فیزیکی بین مواد غیر مشابه را پر می کند.

لحیم کاری با استفاده از یک فلز پرکننده با دمای مایع بالای 450 درجه اما کاملاً کمتر از دمای جامدوس مواد پایه، اساساً متفاوت از جوشکاری ذوبی عمل می کند. عمل مویرگی، آلیاژ پرکننده مذاب را به فاصله‌های میکروسکوپی محکم (0.02 میلی‌متر - 0.05 میلی‌متر) می‌کشد، و یک اتصال پرتنش{4} پیوسته بدون ذوب اجزای سرامیکی یا فلزی اصلی ایجاد می‌کند.

حالت های عملیاتی دوگانه در اتصال سرامیکی

حالت 1:لحیم کاری سنتی برای سرامیک های پیش{0}متالیزه

در مجموعه‌های معمولی، سرامیک‌های متالیزه دقیق قبل از متالیزاسیون از طریق روش‌های لایه نازک- (مانند کندوپاش مگنترون) یا روش‌های لایه{1} ضخیم (مانند فرآیند مولیبدن-منگنز/Mo{3}}Mn) انجام می‌شوند.

• آماده سازی رابط:سطح سرامیکی یک لایه Mo{0}}Mn پخته شده دریافت می‌کند و به دنبال آن یک لایه نیکل آبکاری شده (بزرگتر یا مساوی 3 میکرومتر) به عنوان پایه مرطوب‌کننده عمل می‌کند.
• کاربرد پرکننده:آلیاژهای پرکننده پایه Ag{0}Cu (مثلا Ag72Cu28) بین سرامیک پوشش داده شده نیکل-و مس یا سخت افزار Kovar قرار می گیرند.
• چرخه حرارتی:پردازش در یک کوره خلاء کنترل شده (10-3 Pa) در دماهای بین 780 درجه تا 850 درجه انجام می شود.

حالت 2:لحیم کاری فلزی فعال (AMB) به عنوان یک راه حل یکپارچه

لحیم کاری فلزی فعال با وارد کردن عناصر فعال فعال به طور مستقیم در آلیاژ پرکننده، نیاز به مراحل قبل از فلزسازی جداگانه را برطرف می‌کند.

• ترکیب آلیاژ:نقره-فلزهای پرکننده مس با عناصر انتقال فعال، معمولاً تیتانیوم (Ti) با 2٪ تا 4٪ آلیاژ می شوند.
• مکانیسم واکنش:در طی گرمایش خلاء در دمای بالا، اتم‌های تیتانیوم به سطح مشترک سرامیکی جدا می‌شوند و از نظر شیمیایی با Al2O3 یا AlN واکنش می‌دهند تا یک لایه محصول واکنش تیتانیوم پیوسته را تشکیل دهند.
• مزیت عملکرد:این ناحیه واکنش یکپارچه مقاومت فوق‌العاده‌ای در برابر شوک حرارتی ایجاد می‌کند، و AMB را برای ماژول‌های ترانزیستور دوقطبی گیت (IGBT) عایق‌شده با قدرت بالا و زیرلایه‌های اینورتر EV با فرکانس بالا ضروری می‌کند.

یکپارچگی مفصل مکانیکی:پر کردن مویرگی کنترل شده، بارهای مکانیکی را به طور یکنواخت در سراسر ناحیه مفصل توزیع می‌کند و از غلظت‌های استرسی که باعث شکستگی‌های ریز در طول چرخه حرارتی می‌شوند (55- درجه تا +150 درجه به ازای IEC 60068-2-14) جلوگیری می‌کند.

تداوم حرارتی و الکتریکی:اتصالات برنج مسی-خوص بالا-مقاومت تماس الکتریکی پایین (کمتر یا مساوی 0.1 mΩ) و مسیرهای حرارتی کارآمد برای اتلاف گرما را حفظ می‌کنند.

آب بندی هرمتیک:اتصالات لحیم کاری شده سرامیک به فلز به نرخ نشت هلیوم زیر 1 × 10-4 Pa·m3/s دست می‌یابند که از اجزای داخلی حساس در برابر رطوبت، اکسیداسیون و ورود ذرات مطابق با رتبه‌بندی IP67/IP69K محافظت می‌کند.

دقت ابعادی:دمای پردازش زیر نقطه ذوب اصلی، اعوجاج حرارتی را محدود می‌کند و تحمل ابعادی را در 0.02 ± میلی‌متر نگه می‌دارد.

خودروهای انرژی نو (EV/HVDC):محفظه‌های قوس کنتاکتور DC با ولتاژ بالا، محفظه‌های کلید سرامیکی، و زیرلایه‌های ماژول برق شارژ سریع تا 1000 ولت DC کار می‌کنند.

هوافضا و دفاع:اجزای توزیع برق ماهواره‌ای، لوله‌های خلاء رادار، و ورودی‌های هرمتیک که به مقاومت در برابر لرزش شدید و شوک حرارتی نیاز دارند.

نیمه هادی های قدرت:بسترهای سرامیکی مس با پیوند مستقیم (DBC) و AMB برای اینورترهای توربین بادی و موتورهای صنعتی.

برای پروژه های فوری سرامیک-به-فلزمحفظه سرامیک جوشکاری فلزی، نقشه و مواد مورد نیاز را اکنون ارسال کنید تا تیم مهندسی کارخانه بتواند امکان سنجی، ابزارآلات، بازرسی و ظرفیت تولید را قبل از اینکه برنامه منبع یابی شما تحت تاثیر قرار گیرد، بررسی کند.