A fémezett hegesztett kerámia házak precíz tervezést igényelnek ahhoz, hogy a nagy-dielektromos kerámiákat vezető fémekkel egyesítsék, így alkotva az elektromos járművek nagy-feszültségű egyenáramú mágneskapcsolóinak és repülőgép-ellátó rendszereinek szerkezeti magját. A fejlett vákuumforrasztási és aktív fémforrasztási (AMB) technikák alkalmazásával a gyártók hermetikus tömítéseket érnek el, amelyek nyírószilárdsága meghaladja a 120 MPa-t, biztosítva a termikus és elektromos stabilitást szélsőséges üzemi terhelések mellett is.
Miért tervezték a kerámia fémezést a teljesítményelektronikához?
Az olyan nyers mérnöki kerámiák, mint az Al2O3 és az AlN, kivételes elektromos szigetelést és nagy áttörési feszültséget kínálnak, de eredendő ridegségük és nulla elektromos vezetőképességük megakadályozza a fém alkatrészekkel való közvetlen összeszerelést. A fémezés egységes, szorosan tapadó fémfilmet visz fel a kerámia hordozóra, áthidalva a különböző anyagok közötti fizikai rést.
| Tulajdonság / Paraméter | Feldolgozatlan kerámia (Al2O3) | Fémezett kerámia hordozó |
|---|---|---|
| Térfogat-ellenállás | >10¹⁴ Ω·cm | Változó az interfészen |
| Hővezetőképesség | 25 - 30 W/m·K | Fokozott hőelvezetés |
| Hámozási / nyírási szilárdság | N/A | 120 MPa vagy annál nagyobb |
| Hermetikus szivárgási arány | Testtől függő | < 1 × 10⁻⁹ Pa·m³/s |
A forrasztási technológia mechanikája egyenáramú reléelemekhez fémezett kerámiákhoz
A keményforrasztás alapvetően eltér a fúziós hegesztéstől, 450 fok feletti, de szigorúan az alapanyagok szilárdsági hőmérséklete alatti likvidus hőmérsékletű töltőfém felhasználásával. A kapilláris hatás az olvadt töltőanyagötvözetet szűk mikroszkopikus hézagokba (0,02 mm - 0.05 mm) vonja be, folyamatos, feszültségeloszlású kötést hozva létre anélkül, hogy az alapkerámia vagy fém alkatrészek megolvadnának.
Kettős működési mód a kerámiaillesztésnél
1. mód:Hagyományos forrasztás elő{0}}fémezett kerámiákhoz
A hagyományos összeállításoknál a precíziós fémezett kerámiák előzetes fémezésen mennek keresztül vékony-filmes módszerekkel (például magnetronporlasztás) vagy vastag{1}}filmes módszerekkel (például molibdén-mangán/Mo{3}}Mn eljárással).
- Interfész előkészítése:A kerámia felület egy kiégetett Mo{0}}Mn réteget, majd egy galvanizált nikkelréteget kap (3 μm-nél nagyobb vagy egyenlő), hogy nedvesítő alapként működjön.
- Kitöltő alkalmazás:Az Ag-Cu alapú töltőötvözetek (pl. Ag72Cu28) a nikkel-bevonatú kerámia és a réz vagy Kovar hardver között vannak elhelyezve.
- Termikus ciklus:A feldolgozás szabályozott vákuumkemencében (10-3 Pa) 780-850 fokos hőmérsékleten történik.
2. mód:Az aktív fémforrasztás (AMB) integrált megoldásként
Az aktív fémforrasztás szükségtelenné teszi a különálló előfémezési{0}}lépéseket, mivel az aktív reaktív elemeket közvetlenül a töltőötvözetbe viszi be.
- Ötvözet összetétel:Az ezüst-réz töltőanyagot aktív átmeneti elemekkel ötvözik, leggyakrabban titánt (Ti) 2–4%-os arányban.
- Reakció mechanizmus:Magas-hőmérsékletű vákuumhevítés során a titánatomok a kerámia határfelületére szegregálódnak, és kémiai reakcióba lépnek Al2O3-val vagy AlN-val, és egy folyamatos titán reakciótermékréteget képeznek.
- Teljesítményelőny:Ez a monolitikus reakciózóna kivételes hősokkállóságot biztosít, így az AMB nélkülözhetetlen a nagy{0}}teljesítményű szigetelt-kapus bipoláris tranzisztoros (IGBT) modulokhoz és a nagy-frekvenciás elektromos inverterekhez.
Forduljon villanymérnökeinkhez még ma
Miért marad a keményforrasztás pótolhatatlan a nagyszilárdságú{0}}fémezett kerámia alkatrészekben
Mechanikus ízületi integritás:A szabályozott kapilláristöltés egyenletesen osztja el a mechanikai terhelést az ízületi területen, megakadályozva a feszültségkoncentrációkat, amelyek mikro{0}}töréseket okoznak a hőciklus során (-55 foktól +150 fokig az IEC 60068-2-14 szerint).
Hő- és elektromos folytonosság:A nagy-tisztaságú ezüst-réz keményforrasztási kötések alacsony elektromos érintkezési ellenállást (legfeljebb 0,1 mΩ-t) és hatékony hőelvezetést biztosítanak.
Hermetikus tömítés:A forrasztott kerámia és fém kötések 1 × 10⁻⁹ Pa·m³/s alatti héliumszivárgást érnek el, megvédve az érzékeny belső alkatrészeket a nedvességtől, az oxidációtól és a részecskék behatolásától az IP67/IP69K besorolásnak megfelelően.
Méretpontosság:Az alapolvadáspont alatti feldolgozási hőmérséklet korlátozza a termikus torzulást, és a mérettűrések ±0,02 mm-en belül maradnak.
EV alumínium-oxid kerámia ház ipari alkalmazási ökoszisztémája
Új energetikai járművek (EV/HVDC):Nagy-feszültségű egyenáramú mágneskapcsolók ívkamrái, kerámia kapcsolóházak és 1000 V egyenáramig működő, gyorstöltő
Repülés és védelem:Műholdas áramelosztó alkatrészek, radar vákuumcsövek és hermetikus átvezetések, amelyek rendkívüli rezgés- és hősokkállóságot igényelnek.
Teljesítmény félvezetők:Direct Bonded Copper (DBC) és AMB kerámia hordozók szélturbina inverterekhez és ipari motorhajtásokhoz.
lépjen kapcsolatba velünk
Sürgős kerámia{0}}--fém projektekhezFémezett hegesztett kerámia ház, küldje el most a rajzot és az anyagkövetelményeket, hogy a gyári mérnökcsapat áttekinthesse a forrasztás megvalósíthatóságát, a szerszámozást, az ellenőrzést és a gyártási kapacitást, mielőtt ez az Ön beszerzési ütemtervét érintené.
