ตัวเรือนเซรามิกเชื่อมแบบเมทัลไลซ์ต้องใช้วิศวกรรมที่แม่นยำในการเชื่อมเซรามิกไดอิเล็กทริกสูง-กับโลหะที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า ก่อตัวเป็นแกนโครงสร้างของคอนแทคเตอร์ DC แรงดันไฟฟ้าสูง- และระบบพลังงานการบินและอวกาศ ด้วยการใช้เทคนิคการเชื่อมประสานสุญญากาศขั้นสูงและการประสานโลหะแบบแอคทีฟ (AMB) ผู้ผลิตจึงสามารถบรรลุซีลสุญญากาศที่มีความต้านทานแรงเฉือนเกิน 120 MPa จึงมั่นใจได้ถึงความเสถียรทางความร้อนและไฟฟ้าภายใต้ภาระการปฏิบัติงานที่รุนแรง
เหตุใดการเคลือบโลหะด้วยเซรามิกจึงได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลัง
เซรามิกวิศวกรรมดิบ เช่น Al₂O₃ และ AlN ให้ความเป็นฉนวนไฟฟ้าที่ยอดเยี่ยมและแรงดันไฟฟ้าพังทลายสูง แต่ความเปราะบางโดยธรรมชาติและการนำไฟฟ้าเป็นศูนย์ ทำให้ไม่สามารถประกอบเข้ากับส่วนประกอบที่เป็นโลหะได้โดยตรง การเคลือบโลหะจะใช้ฟิล์มโลหะที่ยึดติดแน่นสม่ำเสมอกับพื้นผิวเซรามิก ช่วยลดช่องว่างทางกายภาพระหว่างวัสดุที่ไม่เหมือนกัน
| คุณสมบัติ / พารามิเตอร์ | เซรามิกที่ยังไม่แปรรูป (Al₂O₃) | พื้นผิวเซรามิกเมทัลไลซ์ |
|---|---|---|
| ความต้านทานต่อปริมาตร | >10¹⁴ Ω·ซม | ตัวแปรที่อินเทอร์เฟซ |
| การนำความร้อน | 25 - 30 W/m·K | การกระจายความร้อนที่เพิ่มขึ้น |
| แรงลอก/แรงเฉือน | N/A | มากกว่าหรือเท่ากับ 120 MPa |
| อัตราการรั่วไหลของสุญญากาศ | ขึ้นอยู่กับร่างกาย | < 1 × 10⁻⁹ Pa·m³/s |
กลศาสตร์ของเทคโนโลยีการประสานสำหรับเซรามิกเคลือบโลหะขององค์ประกอบรีเลย์ DC
การบัดกรีแข็งทำงานโดยพื้นฐานแตกต่างจากการเชื่อมฟิวชันโดยใช้โลหะตัวเติมที่มีอุณหภูมิของเหลวสูงกว่า 450 องศา แต่ต่ำกว่าอุณหภูมิโซลิดัสของวัสดุฐานอย่างเคร่งครัด การกระทำของเส้นเลือดฝอยดึงโลหะผสมฟิลเลอร์ที่หลอมละลายเข้าไปในช่องว่างระดับจุลภาคที่แคบ (0.02 มม. - 0.05 มม.) ทำให้เกิดข้อต่อที่กระจายความเค้นอย่างต่อเนื่อง-โดยไม่ทำให้ส่วนประกอบเซรามิกหรือโลหะต้นกำเนิดละลาย
โหมดการทำงานแบบคู่ในการเชื่อมต่อเซรามิก
โหมด 1:การบัดกรีแบบดั้งเดิมสำหรับเซรามิกสำเร็จรูป-
ในการประกอบแบบทั่วไป เซรามิกเคลือบโลหะที่มีความแม่นยำจะต้องผ่านกระบวนการเคลือบโลหะก่อนหน้านี้โดยวิธีฟิล์มบาง- (เช่น แมกนีตรอนสปัตเตอร์ริ่ง) หรือวิธีฟิล์มหนา- (เช่น กระบวนการโมลิบดีนัม-แมงกานีส/Mo-Mn)
- การเตรียมอินเทอร์เฟซ:พื้นผิวเซรามิกได้รับชั้น Mo-Mn ที่ถูกเผาแล้วตามด้วยชั้นนิกเกิลชุบด้วยไฟฟ้า (มากกว่าหรือเท่ากับ 3 μm) เพื่อทำหน้าที่เป็นฐานเปียก
- การสมัครฟิลเลอร์:โลหะผสมตัวเติมฐาน Cu-Ag (เช่น Ag72Cu28) อยู่ระหว่างเซรามิกเคลือบนิกเกิล-กับทองแดงหรือฮาร์ดแวร์ Kovar
- วงจรความร้อน:การประมวลผลเกิดขึ้นในเตาสุญญากาศแบบควบคุม (10⁻³ Pa) ที่อุณหภูมิตั้งแต่ 780 องศา ถึง 850 องศา
โหมด 2:Active Metal Brazing (AMB) เป็นโซลูชั่นแบบครบวงจร
การประสานโลหะแบบแอคทีฟช่วยลดความจำเป็นในขั้นตอนก่อน-การชุบโลหะโดยการนำองค์ประกอบที่เกิดปฏิกิริยาออกฤทธิ์เข้าไปในโลหะผสมตัวเติมโดยตรง
- องค์ประกอบของโลหะผสม:โลหะตัวเติมทองแดงสีเงิน-ถูกผสมกับองค์ประกอบทรานซิชันที่ใช้งานอยู่ โดยทั่วไปคือไทเทเนียม (Ti) ที่ 2% ถึง 4%
- กลไกการเกิดปฏิกิริยา:ในระหว่างการให้ความร้อนสูญญากาศที่อุณหภูมิสูง- อะตอมของไทเทเนียมจะแยกตัวไปยังส่วนต่อประสานเซรามิก โดยทำปฏิกิริยาทางเคมีกับ Al₂O₃ หรือ AlN เพื่อสร้างชั้นผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยาไทเทเนียมอย่างต่อเนื่อง
- ข้อได้เปรียบด้านประสิทธิภาพ:โซนปฏิกิริยาแบบเสาหินนี้ให้ความต้านทานการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างฉับพลัน ทำให้ AMB เป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้สำหรับโมดูลเกตทรานซิสเตอร์ไบโพลาร์เกต (IGBT) - ที่มีฉนวนกำลังสูง (IGBT) และซับสเตรตอินเวอร์เตอร์ EV ความถี่สูง -
เหตุใดการบัดกรีจึงไม่สามารถทดแทนได้ในส่วนประกอบเซรามิกเคลือบโลหะที่มีความแข็งแรงสูง-
ความสมบูรณ์ของข้อต่อทางกล:การเติมเส้นเลือดฝอยที่มีการควบคุมจะกระจายแรงทางกลอย่างสม่ำเสมอทั่วบริเวณข้อต่อ ป้องกันความเข้มข้นของความเครียดที่ทำให้เกิดการแตกหักขนาดเล็ก-ในระหว่างการหมุนเวียนด้วยความร้อน (-55 องศาถึง +150 องศาต่อ IEC 60068-2-14)
ความต่อเนื่องทางความร้อนและไฟฟ้า:ข้อต่อทองแดงที่มีความบริสุทธิ์สูง-เงิน-รักษาความต้านทานการสัมผัสทางไฟฟ้าต่ำ (น้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.1 mΩ) และวิถีทางความร้อนที่มีประสิทธิภาพสำหรับการกระจายความร้อน
การปิดผนึกสุญญากาศ:ข้อต่อเซรามิกกับโลหะประสานมีอัตราการรั่วไหลของฮีเลียมต่ำกว่า 1 × 10⁻⁹ Pa·m³/s ปกป้องส่วนประกอบภายในที่ละเอียดอ่อนจากความชื้น ออกซิเดชัน และอนุภาคเข้าไปตามระดับ IP67/IP69K
ความแม่นยำมิติ:อุณหภูมิในการประมวลผลที่ต่ำกว่าจุดหลอมเหลวหลักจะจำกัดความบิดเบี้ยวจากความร้อน โดยคงความคลาดเคลื่อนของมิติไว้ภายใน ±0.02 มม.
ระบบนิเวศการใช้งานทางอุตสาหกรรมของตัวเรือนเซรามิกอลูมินา EV
รถยนต์พลังงานใหม่ (EV/HVDC):ห้องอาร์คคอนแทคเตอร์ DC แรงดันไฟฟ้าสูง- ตัวเรือนสวิตช์เซรามิก และ-ซับสเตรตของโมดูลพลังงานที่ชาร์จเร็วทำงานได้สูงถึง 1000V DC
การบินและอวกาศและการป้องกัน:ส่วนประกอบการกระจายพลังงานดาวเทียม หลอดสุญญากาศเรดาร์ และการป้อนเข้าแบบสุญญากาศซึ่งต้องการการสั่นสะเทือนและความต้านทานการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างมาก
เซมิคอนดักเตอร์กำลัง:พื้นผิวทองแดงพันธะโดยตรง (DBC) และเซรามิก AMB สำหรับอินเวอร์เตอร์กังหันลมและตัวขับเคลื่อนมอเตอร์อุตสาหกรรม
ติดต่อเรา
สำหรับโครงการเซรามิก-ถึง-เร่งด่วนของที่อยู่อาศัยเซรามิกเชื่อม Metallizedโปรดส่งข้อกำหนดแบบร่างและวัสดุทันที เพื่อให้ทีมวิศวกรรมโรงงานสามารถตรวจสอบความเป็นไปได้ในการบัดกรี เครื่องมือ การตรวจสอบ และกำลังการผลิต ก่อนที่กำหนดการจัดหาของคุณจะได้รับผลกระทบ
