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1. CTMS의 가장 일반적인 세 가지 함정
이전 기사의 GTMS는 유리와 금속 사이의 직접적인 화학적 결합에 의존했습니다. CTMS(세라믹 메탈 씰)는 다릅니다. 세라믹과 금속은 직접 접착할 수 없으며 2단계 "금속화 + 브레이징" 공정을 통해 간접적으로 연결해야 합니다. 공정 단계가 많을수록 결함 유형도 많아집니다. 세 가지 고주파 결함:
금속화 층이 벗겨짐 - 소결된 금속화 층이 세라믹에 완전히 접착되지 않아 브레이징 중에 벗겨집니다. 봉인이 완전히 실패합니다.
브레이즈 공극 – 브레이즈 필러 금속이 금속화된 세라믹 표면과 금속 쉘 사이에 적절하게 흐르지 않아 공극이 남습니다. 공극은 효과적인 밀봉 면적을 감소시키고 국부적인 응력 집중을 유발하여 누출 위험이 됩니다.
세라믹 균열 - 브레이징 및 냉각 후에 세라믹이 균열되어 기밀성과 절연 특성이 직접적으로 파괴됩니다.
2. 3가지 결함의 근본 원인 및 예방
세 가지 결함 유형은 세 가지 방어선에 해당하며 근본 원인과 대책은 일대일로 대응됩니다.
박리 방지 - 근본 원인은 부적절한 금속화 슬러리 조성, 불충분한 소결 온도 또는 부적합한 세라믹 표면 거칠기입니다. 이에 대한 대책은 금속화층 품질 관리입니다. 금속화는 CTMS의 "영혼 프로세스"입니다. 이는 세라믹의 브레이징 가능 여부를 결정합니다. 소결 후 금속층의 두께는 균일해야 하며 세라믹과 화학적으로 결합된 전이 인터페이스를 형성해야 합니다. SMT-11*9와 같은 Xuri의 HTCC 세라믹 시리즈 제품은 모두 이 표준 금속화 공정을 따릅니다.
소결 후 니켈 층은 브레이징 전이층으로 도금되어야 합니다. 니켈은 은-구리 공융과 같은 일반적인 브레이징 필러에 의해 잘 젖어 있습니다.
공극 방지 - 근본 원인은 필러 흐름이 충분하지 않거나 배치가 고르지 않은 것입니다. 대책은 브레이징 공정 제어입니다. 밀봉 영역에 따라 충전량을 정확하게 제어하고 균일하게 사전 배치합니다(예: 충전 포일 또는 충전 링). 금속화된 표면의 산화를 방지하고 습윤에 영향을 미치기 위해 진공 또는 환원 분위기에서 브레이징합니다.
균열 방지 - 근본적인 이유는 세라믹과 금속의 CTE가 일치하지 않아 냉각 후 과도한 잔류 응력이 남기 때문입니다. 이에 대한 대책은 구조와 공정을 이중으로 제어하는 것입니다. 중간 전이 링은 Kovar 합금과 같은 저팽창 합금을 사용하고 브레이징 온도와 냉각 속도를 제어합니다.
이 세 가지 결함 유형의 예방 초점은 서로 다릅니다. 즉, 박리는 금속화에 의해 제어되고, 보이드는 브레이징에 의해 제어되고, 크랙킹은 구조에 의해 제어됩니다. 그러나 본질은 GTMS와 동일합니다. 즉, 각 공정 매개변수가 해당 창 내에 유지될 때만 결함률을 항상 제어할 수 있습니다.
[어휘]
1. 금속화(Metallization) : 세라믹을 납땜할 수 있도록 세라믹 표면에 금속층을 형성하는 공정.
2. 브레이징 보이드 : 솔더는 조인트에 형성된 작은 보이드를 완전히 채우지 못하여 밀봉 신뢰성을 감소시킵니다.
