1. Dapat dibrazing
Mematri keramik, keramik, dan komponen logam sulit dilakukan. Sebagian besar solder membentuk bola di permukaan keramik, dengan sedikit atau tanpa pembasahan. Logam pengisi penyolderan yang dapat membasahi keramik mudah membentuk berbagai senyawa getas (seperti karbida, silikida, dan senyawa terner atau multivariat) pada antarmuka sambungan selama penyolderan. Keberadaan senyawa-senyawa ini memengaruhi sifat mekanis sambungan. Selain itu, karena perbedaan koefisien muai termal yang besar antara keramik, logam, dan solder, akan terdapat tegangan sisa pada sambungan setelah suhu penyolderan didinginkan hingga suhu ruang, yang dapat menyebabkan retak pada sambungan.
Keterbasahan solder pada permukaan keramik dapat ditingkatkan dengan menambahkan elemen logam aktif ke solder umum; Penyolderan pada suhu rendah dan waktu singkat dapat mengurangi efek reaksi antarmuka; Tegangan termal sambungan dapat dikurangi dengan merancang bentuk sambungan yang sesuai dan menggunakan logam tunggal atau multi-lapis sebagai lapisan antara.
2. Solder
Keramik dan logam biasanya dihubungkan dalam tungku vakum atau tungku hidrogen dan argon. Selain karakteristik umum, logam pengisi penyolderan untuk perangkat elektronik vakum juga harus memiliki beberapa persyaratan khusus. Misalnya, solder tidak boleh mengandung unsur yang menghasilkan tekanan uap tinggi, agar tidak menyebabkan kebocoran dielektrik dan keracunan katoda pada perangkat. Secara umum ditentukan bahwa saat perangkat bekerja, tekanan uap solder tidak boleh melebihi 10-3pa, dan pengotor tekanan uap tinggi yang terkandung tidak boleh melebihi 0,002% ~ 0,005%; w (o) solder tidak boleh melebihi 0,001%, sehingga dapat menghindari uap air yang dihasilkan selama penyolderan dalam hidrogen, yang dapat menyebabkan cipratan logam solder cair; Selain itu, solder harus bersih dan bebas dari oksida permukaan.
Saat mematri setelah metalisasi keramik, tembaga, dasar, tembaga perak, tembaga emas, dan logam pengisi mematri paduan lainnya dapat digunakan.
Untuk penyolderan langsung keramik dan logam, logam pengisi penyolderan yang mengandung unsur aktif Ti dan Zr harus dipilih. Logam pengisi biner terutama Ti Cu dan Ti Ni, yang dapat digunakan pada suhu 1100 ℃. Di antara solder terner, Ag Cu Ti (W) (TI) adalah solder yang paling umum digunakan, yang dapat digunakan untuk penyolderan langsung berbagai keramik dan logam. Logam pengisi terner dapat digunakan dengan foil, bubuk atau logam pengisi eutektik Ag Cu dengan bubuk Ti. Logam pengisi penyolderan B-ti49be2 memiliki ketahanan korosi yang serupa dengan baja tahan karat dan tekanan uap rendah. Dapat dipilih secara istimewa pada sambungan penyegelan vakum dengan ketahanan oksidasi dan kebocoran. Pada solder ti-v-cr, suhu leleh terendah (1620 ℃) ketika w (V) adalah 30%, dan penambahan Cr dapat secara efektif mengurangi kisaran suhu leleh. Solder B-ti47.5ta5 tanpa Cr telah digunakan untuk penyolderan langsung alumina dan magnesium oksida, dan sambungannya dapat beroperasi pada suhu sekitar 1000℃. Tabel 14 menunjukkan fluks aktif untuk penyambungan langsung antara keramik dan logam.
Tabel 14 logam pengisi brazing aktif untuk brazing keramik dan logam
2. Teknologi penyolderan
Keramik pra-metalisasi dapat dibrazing dalam lingkungan gas inert, hidrogen, atau vakum dengan kemurnian tinggi. Brazing vakum umumnya digunakan untuk brazing keramik langsung tanpa metalisasi.
(1) Proses penyolderan universal Proses penyolderan universal keramik dan logam dapat dibagi menjadi tujuh proses: pembersihan permukaan, pelapisan pasta, pelapisan logam permukaan keramik, pelapisan nikel, penyolderan dan pemeriksaan pasca pengelasan.
Tujuan pembersihan permukaan adalah untuk menghilangkan noda minyak, noda keringat, dan lapisan oksida pada permukaan logam dasar. Bagian logam dan solder harus dibersihkan terlebih dahulu, kemudian lapisan oksida dihilangkan dengan pencucian asam atau alkali, dicuci dengan air mengalir, dan dikeringkan. Bagian dengan persyaratan tinggi harus dipanaskan dalam tungku vakum atau tungku hidrogen (metode penembakan ion juga dapat digunakan) pada suhu dan waktu yang sesuai untuk memurnikan permukaan. Bagian yang telah dibersihkan tidak boleh bersentuhan dengan benda berminyak atau tangan kosong. Bagian tersebut harus segera dimasukkan ke proses selanjutnya atau ke dalam pengering. Bagian tersebut tidak boleh terpapar udara dalam waktu lama. Bagian keramik harus dibersihkan dengan aseton dan ultrasonik, dicuci dengan air mengalir, dan terakhir direbus dua kali dengan air deionisasi selama 15 menit setiap kali.
Pelapisan pasta merupakan proses penting dalam metalisasi keramik. Selama proses pelapisan, pasta diaplikasikan pada permukaan keramik yang akan dimetalisasi dengan kuas atau mesin pelapis pasta. Ketebalan lapisan umumnya 30-60 mm. Pasta umumnya dibuat dari bubuk logam murni (terkadang ditambahkan oksida logam yang sesuai) dengan ukuran partikel sekitar 1-5 um dan perekat organik.
Bagian keramik yang telah direkatkan dikirim ke tungku hidrogen dan disinter dengan hidrogen basah atau amonia retak pada suhu 1300-1500°C selama 30-60 menit. Untuk bagian keramik yang dilapisi hidrida, bagian tersebut dipanaskan hingga sekitar 900°C untuk menguraikan hidrida dan bereaksi dengan logam murni atau titanium (atau zirkonium) yang tersisa di permukaan keramik untuk menghasilkan lapisan logam pada permukaan keramik.
Untuk lapisan metalisasi Mo Mn, agar terbasahi solder, lapisan nikel dengan ketebalan 1,4 ~ 5 um harus dilapisi secara elektroplating atau dilapisi dengan bubuk nikel. Jika suhu penyolderan lebih rendah dari 1000 ℃, lapisan nikel perlu disinter terlebih dahulu dalam tungku hidrogen. Suhu dan waktu sintering adalah 1000 ℃ / 15 ~ 20 menit.
Keramik yang telah diolah merupakan bagian logam yang akan dirakit menjadi satu kesatuan utuh menggunakan cetakan baja tahan karat atau grafit dan keramik. Solder harus dipasang pada sambungan, dan benda kerja harus dijaga kebersihannya selama proses, serta tidak boleh disentuh dengan tangan kosong.
Proses penyolderan harus dilakukan dalam tungku argon, hidrogen, atau vakum. Suhu penyolderan bergantung pada logam pengisi penyolderan. Untuk mencegah keretakan pada bagian keramik, laju pendinginan tidak boleh terlalu cepat. Selain itu, penyolderan juga dapat dilakukan dengan tekanan tertentu (sekitar 0,49 ~ 0,98 mpa).
Selain pemeriksaan kualitas permukaan, hasil las yang dibrazing juga harus menjalani pemeriksaan kejut termal dan sifat mekanis. Bagian penyegel untuk perangkat vakum juga harus menjalani uji kebocoran sesuai dengan peraturan yang berlaku.
(2) Penyolderan langsung: Saat menyolder langsung (metode logam aktif), bersihkan terlebih dahulu permukaan las keramik dan logam, lalu rakit. Untuk menghindari retak akibat perbedaan koefisien muai termal material komponen, lapisan penyangga (satu atau lebih lapisan lembaran logam) dapat diputar di antara las. Logam pengisi penyolderan harus dijepit di antara dua las atau ditempatkan pada posisi di mana celah diisi dengan logam pengisi penyolderan sejauh mungkin, kemudian penyolderan harus dilakukan seperti penyolderan vakum biasa.
Jika solder Ag Cu Ti digunakan untuk penyolderan langsung, metode penyolderan vakum harus digunakan. Ketika tingkat vakum di dalam tungku mencapai 2,7 × 1, mulailah pemanasan pada 10-3 Pa, dan suhu dapat naik dengan cepat pada saat ini; Ketika suhu mendekati titik leleh solder, suhu harus dinaikkan secara perlahan agar suhu semua bagian las cenderung sama; Ketika solder meleleh, suhu harus dinaikkan dengan cepat ke suhu penyolderan, dan waktu penahanan harus 3 ~ 5 menit; Selama pendinginan, harus didinginkan secara perlahan sebelum 700 ℃, dan dapat didinginkan secara alami dengan tungku setelah 700 ℃.
Ketika solder aktif Ti-Cu dibrazing langsung, bentuk soldernya dapat berupa foil Cu ditambah serbuk Ti atau komponen Cu ditambah foil Ti, atau permukaan keramik dapat dilapisi dengan serbuk Ti ditambah foil Cu. Sebelum brazing, semua komponen logam harus didegassing dengan vakum. Suhu degassing tembaga bebas oksigen harus 750 ~ 800 ℃, dan Ti, Nb, Ta, dll. harus didegassing pada 900 ℃ selama 15 menit. Pada saat ini, derajat vakum tidak boleh kurang dari 6,7 × 10-3Pa. Selama brazing, rakit komponen yang akan dilas dalam fixture, panaskan dalam tungku vakum hingga 900 ~ 1120 ℃, dan waktu penahanan 2 ~ 5 menit. Selama seluruh proses brazing, derajat vakum tidak boleh kurang dari 6,7 × 10-3Pa.
Proses pematrian metode Ti Ni mirip dengan metode Ti Cu, dan suhu pematrian 900 ± 10 ℃.
(3) Metode penyolderan oksida Metode penyolderan oksida adalah metode penyambungan yang andal dengan memanfaatkan fasa kaca hasil peleburan solder oksida yang menyusup ke dalam keramik dan membasahi permukaan logam. Metode ini dapat menyambungkan keramik dengan keramik dan keramik dengan logam. Logam pengisi penyolderan oksida terutama terdiri dari Al2O3, CaO3, BAO, dan MgO. Penambahan B2O3, Y2O3, dan TA2O3 dapat menghasilkan logam pengisi penyolderan dengan titik leleh dan koefisien muai linier yang bervariasi. Selain itu, logam pengisi penyolderan fluorida dengan komponen utama CaF2 dan NaF juga dapat digunakan untuk menyambungkan keramik dan logam, menghasilkan sambungan dengan kekuatan dan ketahanan panas yang tinggi.
Waktu posting: 13-Jun-2022