세라믹 금속화 산업에 대한 상세한 전문 지식

 

세라믹 금속화란 세라믹 기판 표면에 치밀한 금속막을 형성해 세라믹을 용접 가능하고 전도성 있게 만들어 세라믹과 금속 재료를 안정적으로 연결하는 특수 표면 처리 기술입니다. 이 기술의 핵심은 세라믹 표면에 화학적으로 안정하고 납땜으로 젖기 어려운 과도 중간층을 구축하는 것입니다. 이 중간층은 세라믹 매트릭스와 화학적으로 반응하여 강력한 결합을 형성할 수 있을 뿐만 아니라 금속 솔더와의 우수한 습윤 및 확산을 형성하여 이종 재료 간의 기밀 ​​밀봉 또는 전기적 상호 연결을 달성합니다. 전력 반도체 패키징 분야에서 전력 반도체용 금속 세라믹 하우징은 IGBT 모듈, MOSFET 패키징 및 사이리스터 하우징의 핵심 구성 요소입니다. 이러한 제품은 금속화 공정을 사용하여 구리 기판, 리드 프레임 또는 단자가 있는 납땜 조립을 위해 세라믹 하우징의 특정 영역에 납땜 가능한 금속층을 형성하는 반면, 세라믹 본체는 전기 절연 및 높은 열 전도성 채널을 제공합니다. 금속화 세라믹 절연 튜브 금속화 세라믹 부품은 금속화 세라믹 절연 튜브 및 금속화 세라믹 부품을 말하며 고-전압 계전기, 진공 차단기, 전기 진공 장치, X-선관 및 기타 분야에서 널리 사용됩니다.

 

금속화된 층은 일반적으로 세라믹 튜브의 단면이나 내부 및 외부 표면의 특정 영역에 위치하며 금속 플랜지 또는 전극 리드와 용접 및 밀봉에 사용됩니다. 전기 부품용 금속화 세라믹은 전기 부품용 금속화 세라믹을 일컫는 일반적인 용어로, 고전압 접촉기부터 저전압 전기 스위치까지 다양한 애플리케이션 시나리오를 포괄합니다.- 고강도-강도 금속화 세라믹 부품은 금속화 층과 세라믹 매트릭스 사이의 결합 강도를 강조하는 고강도 금속화 세라믹 부품입니다. 일반적으로 몰리브덴-망간 방법 또는 활성 금속 브레이징 방법을 사용하여 금속화 층이 벗겨짐 없이 인장 또는 전단 하중을 견딜 수 있도록 합니다. HVDC 접촉기 세라믹 인클로저는 고-전압 DC 접촉기 세라믹 캐비티입니다. 이는 신에너지 고전압 DC 보호 분야에서 금속화 세라믹을 적용하는 일반적인 방법입니다. 금속화 층은 금속 접점 시스템 및 밀봉 커버와의 안정적인 연결을 위해 사용됩니다. 동시에 세라믹 캐비티 내부는 DC 아크의 장기간 연소를-견딜 수 있어야 합니다. 정밀 금속화 세라믹 또는 정밀 금속화 세라믹은 치수 공차, 금속화 층 위치 정확도 및 표면 품질에 대한 업계의 더 높은 표준을 나타냅니다. 일반적으로 항공우주, 의료 장비 및 고급-산업 제어 분야에 사용됩니다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

세라믹 금속화의 제조 공정은 다중 정밀 제어 링크를 포함하는 기술 시스템입니다. 다음 설명은 일반적인 공정 흐름으로 알루미나 세라믹의 몰리브덴-망간 금속화를 취합니다. 1단계: 세라믹 매트릭스 준비 – 알루미나 분말을 바인더, 가소제, 분산제 등의 첨가제와 혼합하여 슬러리를 형성하고, 테이프 캐스팅, 건식 프레싱 또는 등압 프레싱을 통해 원하는 형태의 성형체를 얻습니다. 테이프 캐스팅은 대형-크기의 얇은 세라믹 기판 생산에 적합하고, 건식 프레싱은 중소형-두꺼운-벽 부품에 적합하며, 등방압 프레싱은 관형 또는 특수-모양의 세라믹 부품에 적합합니다. 성형체를 건조 및 탈검(유기물 제거를 위해 400-600도까지 천천히 가열)한 후 고온로(알루미나 세라믹은 약 1600~1700도)에서 소결하여 조밀한 세라믹 매트릭스를 얻습니다. 소결된 세라믹 매트릭스는 치수 공차 요구 사항을 충족하기 위해 표면을 연마하거나 주변 처리해야 합니다.

2단계: 금속화 슬러리 제조 - 몰리브덴 분말, 망간 분말 및 첨가물(실리카, 산화알루미늄, 산화마그네슘 및 기타 플럭스 등)을 공식에 ​​따라 칭량하고 혼합한 후 유기 담체(테르피네올, 에틸셀룰로오스 등)를 첨가하고 분쇄하여 적절한 점도의 페이스트 슬러리를 만듭니다. 슬러리의 고형분, 입자 크기 및 유변학적 특성은 금속화 층의 두께, 밀도 및 소결 수축에 직접적인 영향을 미칩니다. 3단계: 금속화 층 코팅 - 스크린 인쇄, 스프레이, 침지 또는 브러싱을 사용하여 세라믹 기판의 미리 결정된 영역에 금속화 슬러리를 도포합니다. 전력 반도체용 금속 세라믹 하우징의 경우 스크린 인쇄를 사용하여 금속 영역의 모양과 위치를 정밀하게 제어하는 ​​경우가 많습니다. 금속화 세라믹 절연 튜브 금속화 세라믹 부품의 경우, 관형 부품의 내부 또는 외부 벽의 금속화는 일반적으로 특수 보호 도구와 결합된 침지 코팅 또는 스프레이 공정을 사용합니다. 코팅된 부품은 유기 캐리어를 휘발시키기 위해 오븐(약 100-150도)에서 건조되어야 합니다.

 

4단계: 1차 금속화 소결 – 고온-소결을 위해 코팅 및 건조된 세라믹 부품을 수소-보호 대기로에 넣습니다. 소결 온도는 일반적으로 1300-1500도(공식에 따라 다름)이며 유지 시간은 약 30-60분입니다. 소결 과정에서 몰리브덴-망간 분말은 소결 치밀화를 거치고 동시에 유리상은 몰리브덴-망간 층에서 세라믹 계면으로 이동하여 세라믹의 알루미나와 반응하여 전이 중간상을 형성합니다. 수소분위기의 기능은 금속분말 표면의 산화피막을 감소시키고 소결활성을 촉진시키는 것이다. 소결 후, 금속화 층은 세라믹 매트릭스와 강한 화학적 결합을 형성합니다. 5단계: 니켈 도금. 1차 금속화 및 소결 후 몰리브덴 망간층 표면에 무전해 니켈 도금 또는 니켈 전기 도금을 실시한다. 니켈 도금에는 두 가지 목적이 있습니다. 하나는 몰리브덴-망간 층을 산화로부터 보호하는 것이고, 다른 하나는 납땜 가능한 표면을 제공하는 것입니다(니켈에 대한 땜납의 습윤성은 몰리브덴-망간 층보다 더 좋습니다). 니켈 도금층의 두께는 일반적으로 2~8 마이크론으로 제어됩니다. 너무 얇으면 용접시 땜납에 의해 코팅이 녹을 수 있습니다. 너무 두꺼우면 내부 응력으로 인해 발생할 수 있습니다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

세라믹 금속화 제품의 품질은 육안으로 관찰하거나 간단한 테스트를 통해 인지할 수 있는 미세한 세부 사항에 반영되는 경우가 많습니다. 첫 번째는 금속층의 연속성과 접착 강도입니다. - 전력 반도체용 금속 세라믹 하우징을 좋은 조명 아래에 두고 관찰합니다. 고품질-금속화 층은 균일한 금속 광택, 깨끗하고 날카로운 모서리를 가져야 하며 눈에 띄는 벗겨짐이나 기타 결함이 없어야 합니다. 3M 테이프를 이용하여 금속화층 표면에 붙인 후 빠르게 떼어냅니다. 금속 입자가 붙어 있으면 안 됩니다. 두 번째는 금속화 영역의 위치 정확도입니다. 금속화 세라믹 절연 튜브 금속화 세라믹 부품과 같은 관형 부품의 경우, 단면 금속화 링의 폭 균일성과 동심도는 금속 플랜지에 용접할 때 밀봉 신뢰성을 직접적으로 결정합니다. 과도한 편차는 국부적인 용접 실패 또는 납땜 오버플로로 이어질 수 있습니다. 세 번째 세부 사항은 니켈 도금층의 품질입니다. - 자격을 갖춘 니켈 도금층은 균일한 무광택 또는 반{13}}밝은 상태여야 하며 뚜렷한 색상 차이, 핀홀 또는 기포가 없어야 합니다. HVDC 접촉기 세라믹 인클로저의 경우 니켈- 도금 세라믹 캐비티를 표준 플럭스에 담급니다.

 

꺼내고 나면 금속 표면이 플럭스로 완전히 덮여야 하며 후속 납땜의 납땜 가능성을 직접적으로 반영하는 납땜 거부 영역이 없는지 확인하세요. 네 번째 세부 사항은 소결 후 세라믹 매트릭스의 상태입니다. - 금속화 및 소결은 1300도 이상의 고온 사이클을 거치며, 세라믹 매트릭스의 품질이 불안정하여 미세 균열이나 뒤틀림이 발생할 수 있습니다.- 정밀 금속화 세라믹을 대리석 플랫폼 위에 평평하게 놓고 필러 게이지를 사용하여 평탄도를 확인하십시오. 관형 부품의 경우 양쪽 끝면의 평행도를 확인하십시오. 쉽게 간과되는 마지막 세부사항은 -금속화 층의 단면 구조입니다. - 금속 조직 현미경을 통해 금속화 층의 단면을 관찰하세요.- 고품질 제품의 금속층은 조밀해야 하며 관통 구멍이 없어야 하며- 세라믹 기판과의 인터페이스는 직선 간격이 아닌 송곳니 맞물림 모양을 나타내야 합니다. 당사는 세라믹 금속화 제품의 각 배치에 대해 위의 세부 사항을 항목별로-검사하고 금속 조직 사진과 납땜성 테스트 기록을 보관하여 배송된 모든 제품이 엔지니어링 수준의 품질 요구 사항을 충족하는지 확인합니다.-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

세라믹 금속화 제품의 응용 산업은 전력전자부터 신에너지, 항공우주부터 의료기기까지 광범위한 분야를 포괄합니다. 전력 반도체 산업에서 전력 반도체용 금속 세라믹 하우징은 IGBT 모듈, MOSFET 및 다이오드 패키징의 핵심 구성 요소입니다. IGBT 모듈은 주파수 변환기, 전기 용접 기계, 유도 가열 및 철도 운송 견인 시스템에 널리 사용됩니다. 세라믹 쉘은 고{3}}전압 절연(일반 값 1200V{6}}6500V), 높은 열 전도성 및 방열, 장기적인 열 주기 신뢰성에 대한 포괄적인 요구 사항을 충족해야 합니다-. 송전 및 배전 분야에서 HVDC 접촉기 세라믹 인클로저는 전기 자동차 충전 시설, 태양광 에너지 저장 시스템 및 DC 배전 캐비닛에 사용됩니다. 고{12}}전압 DC 접촉기는 DC 조건에서 오류 전류를 안정적으로 차단해야 합니다. 세라믹 캐비티의 금속화 품질은 접촉기의 기밀성과 아크 소화 성능을 직접적으로 결정합니다. 전기 진공 장치 분야에서 금속화 세라믹 절연 튜브 금속화 세라믹 부품은 진공 아크 소화기(중압 및 고전압 차단기의 핵심 부품), 진행파관, 마그네트론 및 X선관에 사용됩니다.

 

금속화된 세라믹 부품은 고진공 환경에서 -장기간 기밀성을 유지해야 합니다. 금속층의 다공성과 용접 기밀성은 핵심 품질 지표입니다. 항공우주 및 군사 분야에서 고강도 금속화 세라믹 부품은 미사일 시커 케이스, 위성 트랜스폰더 기판 및 항공{4}}엔진 센서 패키징에 사용됩니다. 재료의 고온 저항성, 내충격성 및 장기-신뢰성에 대한 요구 사항은 매우 높습니다. 산업 제어 및 일반 전기 분야에서 전기 부품용 금속화 세라믹은 저전압 전기 기기(예: 접촉기, 계전기, 온도 조절 장치), 고전압 스위치, 가스 방전 램프 스타터 및 점화 플러그를 다루고 있습니다. 의료 장비 분야에서 정밀 금속화 세라믹은 생체 적합성과 엄격한 멸균 테스트를 통과할 수 있는 금속화 층이 필요한 이식형 의료 장치(예: 심박 조율기, 신경 자극기), CT 감지기 및 레이저 수술 기기용 피드스루 커넥터에 사용됩니다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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