धातुयुक्त सिरेमिक का अवलोकन

क्या है मेटलाइज्ड सिरेमिक

मेटल किए गए सिरेमिक को इंजीनियर सिरेमिक की विशिष्ट सतह पर जमा धातु फिल्म की एक परत को संदर्भित करता है और फिर एक उच्च तापमान में कमी के माहौल (हाइड्रोजन या नाइट्रोजन) भट्ठी में ठीक हो जाता है ताकि धातु की फिल्म सिरेमिक घटकों की सतह से कसकर संलग्न हो सके, देखें 1 का चित्रण करने के लिए। धातु की प्रक्रिया के बाद, सिरेमिक सतह धातु की विशेषताओं की पेशकश करती है और बेशर्म को नियोजित करके सिरेमिक और धातु के बीच एक सम्मोहक संबंध प्राप्त कर सकती है।

चित्रा 1: धातुयुक्त सिरेमिक

सिरेमिक धातुकरण का उद्देश्य

एक विशिष्ट अकार्बनिक गैर-मेटैलिक सामग्री के रूप में, उन्नत सिरेमिक का व्यापक रूप से विभिन्न उच्च वोल्टेज, उच्च वर्तमान और उच्च दबाव वाले वैक्यूम उपकरणों में उनके उत्कृष्ट विद्युत, भौतिक और रासायनिक, यांत्रिक, थर्मल और ऑप्टिकल गुणों के कारण उपयोग किया गया है। इन व्यावहारिक अनुप्रयोगों में अक्सर विभिन्न सामग्रियों में सिरेमिक और धातु भागों के संयुक्त शामिल होते हैं, जैसे कि स्टेनलेस स्टील, ऑक्सीजन मुक्त तांबा, कोवर, और इसी तरह।

चूंकि सिरेमिक और धातु सामग्री के थर्मल विस्तार गुणांक में विशाल अंतर होता है, इसलिए दो सामग्रियों में स्वाभाविक रूप से एक खराब गीला प्रभाव होता है। इन क्षेत्रों में, सिरेमिक और धातु भागों की सीलिंग सतह में सख्त सीलिंग स्ट्रेंथ (तन्यता ताकत) और हवा में जकड़न की आवश्यकताएं हैं। इस प्रकार, वे सीधे जुड़े नहीं हो सकते हैं। इसलिए, सिरेमिक धातुकरण तकनीक का जन्म हुआ।

धातु -मिट्टी की ताकत

1। उच्च तापीय चालकता - चिप उत्पन्न करने वाली गर्मी सीधे सिरेमिक भागों में स्थानांतरित हो सकती है

2। आदर्श थर्मल विस्तार गुणांक- उन्नत सिरेमिक और चिप्स का थर्मल विस्तार गुणांक समान है, और तापमान अंतर में परिवर्तन होने पर यह बहुत अधिक विरूपण का कारण नहीं होगा।

3। कम ढांकता हुआ स्थिरांक- सिरेमिक सामग्री का ढांकता हुआ स्थिरांक स्वयं सिग्नल लॉस को कम करता है, इसलिए तकनीकी सिरेमिक सामग्री का व्यापक रूप से संचार उपकरण और सिग्नल ट्रांसमिशन में उपयोग किया जाता है।

4। उच्च संबंध बल - धातु की परत की उच्च संबंध शक्ति और सिरेमिक सर्किट बोर्ड उत्पादों के सिरेमिक सब्सट्रेट, 45mpa तक (1 मिमी मोटी सिरेमिक भागों की ताकत से अधिक उल्लेखनीय)

5। उच्च ऑपरेटिंग तापमान-शालीन बड़े उतार-चढ़ाव के साथ उच्च और कम तापमान चक्रों का सामना कर सकते हैं और यहां तक ​​कि लंबे समय तक 800 डिग्री के उच्च परिचालन तापमान पर भी काम कर सकते हैं।

6। उच्च विद्युत इन्सुलेशन- औद्योगिक सिरेमिक इन्सुलेट ऐसी सामग्री हैं जो उच्च ब्रेकडाउन वोल्टेज का सामना कर सकते हैं, विशेष रूप से ग्लेज़िंग के बाद सिरेमिक इंसुलेटर, और यहां तक ​​कि 100kv से ऊपर के वोल्टेज वाले क्षेत्रों में भी लागू किया जा सकता है।

7। रासायनिक स्थिरता - सिरेमिक शरीर में बेहतर रासायनिक स्थिरता है। यह अधिकांश मजबूत एसिड और ठिकानों के साथ प्रतिक्रिया नहीं करेगा और उच्च तापमान वाले वातावरण में ऑक्सीकरण नहीं किया जाएगा।

सिरेमिक धातुकरण का तंत्र

सिरेमिक धातुकरण का तंत्र विभिन्न रासायनिक प्रतिक्रियाओं और विभिन्न पदार्थों के विभिन्न पदार्थों के प्रसार प्रवास का लाभ उठाता है और विभिन्न सिन्टरिंग चरणों में धातु की परतों, जैसे कि ऑक्साइड और नॉनमेटालिक ऑक्साइड।

जैसे -जैसे तापमान बढ़ता है, तरल चरण तब बनता है जब सभी पदार्थ मध्यवर्ती यौगिकों को बनाने और सामान्य पिघलने बिंदु तक पहुंचने के लिए प्रतिक्रिया करते हैं। तरल ग्लास चरण में एक विशिष्ट चिपचिपाहट होती है और एक साथ प्लास्टिक का प्रवाह पैदा करता है। बाद में, कांच के कणों को केशिकाओं की कार्रवाई के तहत पुनर्व्यवस्थित किया जाता है, और परमाणुओं या अणुओं को सतह ऊर्जा के ड्राइव के नीचे विसरित और माइग्रेट किया जाता है। छिद्र धीरे -धीरे सिकुड़ जाते हैं और अनाज के आकार की वृद्धि के साथ गायब हो जाते हैं, इस प्रकार धातु की परत के घनत्व को महसूस करते हैं।

सिरेमिक धातुकरण विधियाँ

1। एमओ-एमएन विधि

एमओ-एमएन विधि दुर्दम्य धातु पाउडर एमओ पर आधारित है, और फिर कम-पिघलने वाले बिंदु एमएन मेटलाइज़ेशन फॉर्मूला की एक छोटी मात्रा को डोप करता है, जो अल 2 ओ 3 सिरेमिक सतह के लिए एक बाइंडर कोटिंग जोड़ता है, और फिर एक एमओ एमएन मेटलाइज़ेशन परत बनाने के लिए सिंटरिंग करता है।

2। सक्रिय एमओ-एमएन विधि

सक्रिय एमओ-एमएन विधि पारंपरिक एक पर आधारित एक सुधार है। सुधार के लिए मुख्य दिशाएँ एक्टिवेटर्स को जोड़ रही हैं और मोलिब्डेनम और मैंगनीज ऑक्साइड या लवण के साथ धातु पाउडर की जगह ले रही हैं। इन दोनों सुधारों को धातु के तापमान को कम करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

3। सिल्वर पेस्ट सिन्टरिंग विधि

चांदी की विधि में सिरेमिक सतह पर एजी पेस्ट की एक परत को लागू करना शामिल है, जो एजी नमक प्रवाह और चिपकने वाला है, और फिर एग आयनों को कम करने के लिए उच्च तापमान पर सिन्टरिंग होता है। एजी परत को ट्राइथेनोलामाइन सिल्वर कार्बोनेट द्वारा या अमोनिया में सिल्वर नाइट्रेट जोड़कर और फिर फॉर्मलाडेहाइड या फॉर्मिक एसिड द्वारा कम किया जा सकता है।

चांदी के आयनों के मजबूत प्रसार के कारण, सिल्वर पेस्ट सिंटरिंग विधि मजबूत विद्युत क्षेत्रों में उपयोग किए जाने वाले विद्युत उपकरणों के लिए उपयुक्त नहीं है। विद्युत गुण उच्च तापमान, उच्च आर्द्रता और प्रत्यक्ष वर्तमान विद्युत क्षेत्रों के तहत तेजी से बिगड़ेंगे।

4। सक्रिय धातु चाबुक- एंब

एक्टिव मेटल ब्रेज़िंग भी एक अधिक व्यापक रूप से इस्तेमाल किया जाने वाला सिरेमिक-टू-मेटल सीलिंग प्रक्रिया है; यह एमओ-एमएन विधि के विकास की तुलना में 10 साल बाद है, जिसमें कम प्रक्रियाओं, छोटे चक्रों, अच्छी वेल्डिंग विश्वसनीयता की विशेषता है, और विभिन्न सिरेमिक सामग्रियों की एक किस्म के लिए उपयुक्त है। सिरेमिक-मेटल सीलिंग को केवल एक हीटिंग प्रक्रिया के साथ पूरा किया जा सकता है। ब्रेज़िंग मिश्र में जोड़ा गया टीआई, जेडआर, एचएफ और टीए सक्रिय तत्व शामिल हैं; जोड़ा सक्रिय तत्व इंटरफ़ेस में धातु विशेषताओं के साथ एक प्रतिक्रिया परत बनाने के लिए AL2O3 के साथ प्रतिक्रिया करते हैं; इस विधि को आसानी से बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए अनुकूलित किया जा सकता है, मोलिब्डेनम-- मैंगनीज प्रक्रिया के साथ तुलना में, यह विधि अपेक्षाकृत सरल और किफायती है।

5। डायरेक्ट बॉन्ड कूपर - डीबीसी

DBC एक सिरेमिक सतह (मुख्य रूप से AL2O3 और ALN) पर तांबे की पन्नी को बांधने की एक धातुकरण विधि है, जो चिप-ऑन-बोर्ड (COB) पैकेजिंग तकनीक के उदय के साथ विकसित एक नई प्रक्रिया है। मूल सिद्धांत Cu और सिरेमिक के बीच ऑक्सीजन को पेश करना है, और फिर 1065 ~ 1083 ℃ पर Cu/o eutectic तरल चरण का निर्माण करता है, और फिर Cualo2 या Cu (Alo2) 2 बनाने के लिए सिरेमिक बेस और कॉपर पन्नी के साथ प्रतिक्रिया करता है और बीच में संबंध का एहसास करता है। मध्यवर्ती चरण की कार्रवाई के तहत तांबा पन्नी और सिरेमिक मैट्रिक्स।

6। वैक्यूम मैग्नेट्रॉन स्पटरिंग

यह एक प्रकार का भौतिक वाष्प बयान है, जो चुंबकीय नियंत्रण प्रौद्योगिकी द्वारा सब्सट्रेट पर बहुपरत फिल्म जमा करता है, जिसमें वे फायदे हैं जो अन्य बयान प्रौद्योगिकियों में नहीं हैं, बेहतर आसंजन, कम प्रदूषण, और जमा किए गए नमूने के बेहतर क्रिस्टलीयता के साथ उच्च उच्च प्राप्त करें। -क्यूलिटी फिल्म। इस पद्धति द्वारा प्राप्त धातुकरण परत बहुत पतली है, जो भाग के आयाम की सटीकता सुनिश्चित कर सकती है। DPC प्रक्रिया PTH (छेद के माध्यम से इलेक्ट्रोप्लेटेड) /VIAS (छेद के माध्यम से) का समर्थन करती है। उच्च -घनत्व विधानसभा संभव है - लाइन/पिच (एल/एस) रिज़ॉल्यूशन 20μm तक पहुंच सकता है, इस प्रकार हल्के, लघु, और उपकरणों के एकीकरण को प्राप्त कर सकता है।

धातुकरण सामग्री

❃ एमओ-एमएन विधि में मुख्य रूप से मोलिब्डेनम, मैंगनीज, टंगस्टन, निकेल, सिल्वर और गोल्ड शामिल हैं।

❃ DBC विधि में मुख्य रूप से ऑक्सीजन मुक्त तांबा （OFC） शामिल है

❃ अन्य धातुकरण विधियों की सामग्री: पैलेडियम (पीडी), प्लैटिनम (पीटी), टाइटेनियम (टीआई), और एल्यूमीनियम (एएल)। चयनित धातु मिश्र धातुओं का भी उपयोग किया जा सकता है।

धातु के मिट्टी के पात्र के प्रकार

1। धातु -कृत सिरेमिक संरचनात्मक भागों

वे मुख्य रूप से गर्मी की रक्षा करते हैं, हर्मेटिक, सपोर्ट, इन्सुलेशन, कनेक्ट करते हैं, और गर्मी को भंग करते हैं। उपयोग की जाने वाली मुख्य सामग्रियों में एल्यूमीनियम ऑक्साइड (अल ₂ ओ ₃ ) सिरेमिक, ज़िरकोनिया कड़े एल्यूमिना (जेडटीए), जिरकोनिया सिरेमिक (ज़ो ₂ ), एल्यूमीनियम नाइट्राइड सिरेमिक (एएलएन), बेरिलियम ऑक्साइड (बीओओ) और बोरान नाइट्राइड (बीएन) शामिल हैं।

2। धातुीकृत सिरेमिक सब्सट्रेट

एप्लिकेशन में, यह मुख्य रूप से चिप गर्मी अपव्यय और इन्सुलेशन की सहायता के लिए एक सर्किट वाहक के रूप में उपयोग किया जाता है। प्राथमिक सामग्री में एल्यूमिना, एल्यूमीनियम नाइट्राइड, सिलिकॉन नाइट्राइड और बेरिलियम ऑक्साइड शामिल हैं।

धातु -मिट्टी का उपयोग

❃ उच्च-शक्ति और उच्च-आवृत्ति अनुप्रयोग: पावर इलेक्ट्रॉनिक्स, माइक्रोवेव डिवाइस, आरएफ एम्पलीफायरों

❃ इलेक्ट्रॉनिक घटक और उपकरण: एकीकृत सर्किट, प्रतिरोध और कैपेसिटर, सेंसर और ट्रांसड्यूसर

❃ हर्मेटिक पैकेजिंग और सीलिंग: वैक्यूम ट्यूब, इलेक्ट्रॉन ट्यूब, ऑप्टोइलेक्ट्रोनिक डिवाइस, मेडिकल इम्प्लांट और डिवाइस।

निष्कर्ष

सिरेमिक के धातुकरण तंत्र और नई प्रक्रियाओं की खोज और विकास पर अधिक गहरा शोध धातु और सिरेमिक सीलिंग सतह को बेहतर बनाने का आधार है, जो आवेदन क्षेत्र का विस्तार करेगा और भविष्य के अनुसंधान दिशा है।