धातुकृत वेल्डेड सिरेमिक हाउसिंग को प्रवाहकीय धातुओं के साथ उच्च ढांकता हुआ सिरेमिक को जोड़ने के लिए सटीक इंजीनियरिंग की आवश्यकता होती है, जिससे ईवी उच्च वोल्टेज डीसी संपर्ककर्ताओं और एयरोस्पेस पावर सिस्टम का संरचनात्मक कोर बनता है। उन्नत वैक्यूम ब्रेज़िंग और सक्रिय धातु ब्रेज़िंग (एएमबी) तकनीकों का उपयोग करके, निर्माता 120 एमपीए से अधिक कतरनी ताकत के साथ हेमेटिक सील प्राप्त करते हैं, जो अत्यधिक परिचालन भार के तहत थर्मल और विद्युत स्थिरता सुनिश्चित करते हैं।
सिरेमिक मेटलाइज़ेशन को पावर इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए इंजीनियर क्यों किया जाता है?
Al₂O₃ और AlN जैसे कच्चे इंजीनियरिंग सिरेमिक असाधारण विद्युत इन्सुलेशन और उच्च ब्रेकडाउन वोल्टेज प्रदान करते हैं, लेकिन उनकी अंतर्निहित भंगुरता और शून्य विद्युत चालकता धातु घटकों के साथ सीधे संयोजन को रोकती है। मेटालाइज़ेशन सिरेमिक सब्सट्रेट पर एक समान, कसकर चिपकी हुई धातु की फिल्म लागू करता है, जो असमान सामग्रियों के बीच भौतिक अंतर को पाटता है।
| संपत्ति/पैरामीटर | असंसाधित सिरेमिक (Al₂O₃) | धातुकृत सिरेमिक सब्सट्रेट |
|---|---|---|
| मात्रा प्रतिरोधकता | >10¹⁴ Ω·सेमी | इंटरफ़ेस पर परिवर्तनीय |
| ऊष्मीय चालकता | 25 - 30 W/m·K | बढ़ी हुई गर्मी लंपटता |
| छीलने/कतरने की ताकत | N/A | 120 एमपीए से अधिक या उसके बराबर |
| भली भांति बंद रिसाव दर | शरीर पर निर्भर | < 1 × 10⁻⁹ Pa·m³/s |
डीसी रिले तत्वों के धातुकृत सिरेमिक के लिए ब्रेज़िंग तकनीक की यांत्रिकी
450 डिग्री से ऊपर लेकिन आधार सामग्री के सॉलिडस तापमान से सख्ती से नीचे लिक्विडस तापमान के साथ एक भराव धातु का उपयोग करके टांकना फ़्यूज़न वेल्डिंग से मौलिक रूप से अलग तरीके से संचालित होता है। केशिका क्रिया पिघले हुए भराव मिश्र धातु को तंग सूक्ष्म अंतराल (0.02 मिमी - 0.05 मिमी) में खींचती है, जिससे मूल सिरेमिक या धातु घटकों को पिघलाए बिना एक निरंतर, तनाव वितरित जोड़ बनता है।
सिरेमिक जॉइनिंग में दोहरे परिचालन मोड
मोड 1:पूर्व -धातुकृत सिरेमिक के लिए पारंपरिक टांकना
पारंपरिक असेंबलियों में, प्रिसिजन मेटालाइज्ड सेरामिक्स को पहले पतली फिल्म विधियों (जैसे कि मैग्नेट्रोन स्पटरिंग) या मोटी {1} फिल्म विधियों (जैसे मोलिब्डेनम {{2} मैंगनीज/मो - एमएन प्रक्रिया) के माध्यम से धातुकरण से गुजरना पड़ता है।
- इंटरफ़ेस तैयारी:सिरेमिक सतह को गीला करने वाले आधार के रूप में कार्य करने के लिए एक जली हुई Mo{0}}Mn परत प्राप्त होती है जिसके बाद एक इलेक्ट्रोप्लेटेड निकल परत (3 μm से अधिक या उसके बराबर) होती है।
- भराव आवेदन:Ag{0}}Cu बेस फिलर मिश्र धातु (उदाहरण के लिए, Ag72Cu28) निकल लेपित सिरेमिक और तांबे या कोवर हार्डवेयर के बीच स्थित होते हैं।
- तापीय चक्र:प्रसंस्करण एक नियंत्रित वैक्यूम भट्टी (10⁻³ Pa) में 780 डिग्री से 850 डिग्री तक के तापमान पर होता है।
मोड 2:एक एकीकृत समाधान के रूप में एक्टिव मेटल ब्रेज़िंग (एएमबी)।
एक्टिव मेटल ब्रेज़िंग सक्रिय प्रतिक्रियाशील तत्वों को सीधे फिलर मिश्र धातु में पेश करके अलग-अलग पूर्व-धातुकरण चरणों की आवश्यकता को समाप्त कर देता है।
- मिश्र धातु संरचना:चांदी -तांबा भराव धातुओं को सक्रिय संक्रमण तत्वों के साथ मिश्रित किया जाता है, आमतौर पर 2% से 4% पर टाइटेनियम (टीआई)।
- प्रतिक्रिया तंत्र:उच्च तापमान वाले वैक्यूम हीटिंग के दौरान, टाइटेनियम परमाणु सिरेमिक इंटरफ़ेस में अलग हो जाते हैं, रासायनिक रूप से Al₂O₃ या AlN के साथ प्रतिक्रिया करके एक सतत टाइटेनियम प्रतिक्रिया उत्पाद परत बनाते हैं।
- प्रदर्शन लाभ:यह मोनोलिथिक प्रतिक्रिया क्षेत्र असाधारण थर्मल शॉक प्रतिरोध प्रदान करता है, जिससे एएमबी उच्च {{0}पावर इंसुलेटेड {{1}गेट बाइपोलर ट्रांजिस्टर (आईजीबीटी) मॉड्यूल और उच्च {{2}आवृत्ति ईवी इन्वर्टर सब्सट्रेट्स के लिए अपरिहार्य हो जाता है।
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उच्च शक्ति वाले धातुकृत सिरेमिक घटकों में ब्रेज़िंग अपूरणीय क्यों रहती है
यांत्रिक संयुक्त अखंडता:नियंत्रित केशिका भराव संयुक्त क्षेत्र में यांत्रिक भार को समान रूप से वितरित करता है, जिससे तनाव सांद्रता को रोका जा सकता है जो थर्मल साइक्लिंग के दौरान सूक्ष्म फ्रैक्चर का कारण बनता है (-55 डिग्री से +150 डिग्री प्रति आईईसी 60068-2-14)।
थर्मल और विद्युत निरंतरता:उच्च {{0}शुद्धता वाले सिल्वर {{1}कॉपर ब्रेज़ जोड़ कम विद्युत संपर्क प्रतिरोध (0.1 mΩ से कम या उसके बराबर) और गर्मी अपव्यय के लिए कुशल थर्मल मार्ग बनाए रखते हैं।
भली भांति बंद सीलिंग:ब्रेज़्ड सिरेमिक से धातु के जोड़ 1 × 10⁻⁹ Pa·m³/s से कम हीलियम रिसाव दर प्राप्त करते हैं, IP67/IP69K रेटिंग के अनुपालन में नमी, ऑक्सीकरण और कण प्रवेश से संवेदनशील आंतरिक घटकों की रक्षा करते हैं।
आयामी परिशुद्धता:मूल पिघलने बिंदुओं के नीचे प्रसंस्करण तापमान थर्मल विरूपण को सीमित करता है, आयामी सहनशीलता को ±0.02 मिमी के भीतर रखता है।
ईवी एलुमिना सिरेमिक हाउसिंग का औद्योगिक अनुप्रयोग पारिस्थितिकी तंत्र
नई ऊर्जा वाहन (ईवी/एचवीडीसी):उच्च {{0}वोल्टेज डीसी कॉन्टैक्टर आर्क चैंबर, सिरेमिक स्विच हाउसिंग, और 1000V डीसी तक चलने वाले तेज़ {{1}चार्जिंग पावर मॉड्यूल सब्सट्रेट।
एयरोस्पेस और रक्षा:सैटेलाइट बिजली वितरण घटक, रडार वैक्यूम ट्यूब और हर्मेटिक फीडथ्रू के लिए अत्यधिक कंपन और थर्मल शॉक प्रतिरोध की आवश्यकता होती है।
पावर अर्धचालक:पवन टरबाइन इनवर्टर और औद्योगिक मोटर ड्राइव के लिए डायरेक्ट बॉन्डेड कॉपर (डीबीसी) और एएमबी सिरेमिक सब्सट्रेट।
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