Difüzyon lehimleme süreci nedir?
Difüzyon lehimleme, geleneksel lehimleme unsurlarını katı hal difüzyon bağı ile birleştiren özel bir birleştirme işlemidir . Mikroelektronik ve havacılık ve uzay gibi hassas uygulamalar için yüksek güvenilirlik, boşluksiz bağlantılar yaratır . İşte sürecin düz bir İngilizce dökümüdür:
Anahtar Fikir:
Bunu "Metalurjik yükseltme ile lehimleme."
KullanıyorsunDolgu Metal(lehim) erirbir kereama sonra atomikdifüzyonEklemi daha güçlü ve daha kararlı bir şeye dönüştürür - genellikle saf metal veya intermetalik bileşiğe benzeyen .
4- adım işlemi:
1. Hazırlık ve Montaj
- Baz metallerin yüzeyleri (E . g ., bakır, silikon veya seramik) titizlikletemizlenmiş(oksitlerin çıkarılması/kirletici maddeler) .
- İnce bir tabakaDolgu Metal(Au-SN, AG-SN veya IN tabanlı gibi lehim alaşımı) . parçaları arasına yerleştirilir. Bu dolgu maddesi biralt erime noktasıtemel malzemelerden daha fazla .
- Parçalar altında sıkıştırılmıştırılımlı baskı. ile iletişim kurmak için
2. ısıtma ve geçici sıvı fazı
- Montaj bir sıcaklığa ısıtılırDolganın erime noktasının üstünde(e . g ., au-sn için 300 derece) .
- Dolguerimişlerve temel metalleri ısırır, geçici birsıvı tabakası(geleneksel lehimleme gibi) .
- Kritik Fark:Sıcaklık tutulurhemen üstündeDolganın erime noktası -OlumsuzTemel metalleri eritecek kadar yüksek .
3. difüzyon yoluyla izotermal katılaşma
- .Sihir burada olur:Ana metalden atomlar (E . g ., cu veya ni)hızla yayılErimiş lehim içine .
- Eşzamanlı olarak, lehimden atomlar (e . g ., sn)yaymaktemel metal .
- Bu lehimin bileşimini değiştirir,erime noktasını yükseltmek.
- Sonuç: sıvı dolgu maddesisağlamlaşırSoğutmadanmontaj . buna denirizotermal katılaşma.
- Buza tuz eklemek gibi düşünün - erime noktası yükselir ve aynı sıcaklıkta bile katılaşır .
4. Genişletilmiş difüzyon ve homojenleştirme
- Sıcaklık için tutulurDakikalardan Saatler(geleneksel lehimlemeden daha uzun) .
- Atomlar yayılmaya devam ediyorhomojenleştirmeeklem .
- Son eklem ya dahomojen alaşım(Dolgu/taban uyumlu ise) . veya birİnce metaller arası tabakataban metalleri arasında sıkıştırılmış (güçlü, kırılgan olmayan) .
- Eklem şimdi birçok daha yüksek sıcaklıkOrijinal dolgudan - genellikle ana metalin erime noktasına yakın!
Neden difüzyon lehimleme kullanıyorsunuz? Temel Avantajlar:
| Geleneksel lehimleme | Difüzyon lehimleme |
|---|---|
| Lehim'in orijinal düşük MP'sinde eklem eriyiyor | Eklem yakınında eriradi metallerMilletvekili |
| Boşluklara/çatlaklara eğilimli | Boş, yüksek entegre bağlar |
| Termal yorgunluk başarısızlığı riski | Termal bisiklete direnir(e . g ., havacılık) |
| Düşük temp uygulamalarıyla sınırlı | Uygunyüksek tempolu hizmet(Güç Elektroniği) |
| Daha zayıf metaller | Kontrollü interetalikler(daha güçlü, daha az kırılgan) |
Gerçek dünya uygulamaları:
1. Güç Elektroniği:EV invertörlerinde bakır/DBC substratlarına silikon karbür (sic) yongaları takma .
2. havacılık:Türbin bıçaklarını ısıya dayanıklı alaşımlarla birleştirmek (Au-ge dolgu maddesi kullanarak) .
3. optoelektronik:Hermetik paketlerde (au-sn dolgu) sızdırmazlık lazer diyotları .
4. Tıbbi İmplantlar:Titanyum Cihazlarda Korozyonsuz Eklemler Oluşturma .
Kontrol edilecek temel parametreler:
- Dolgu Kompozisyonu(Base metal ile difüzyonla etkileşime girmelidir) .
- Sıcaklık profili(Hassasiyet ± 5 derece sıklıkla gerekli) .
- Sıcaklık Zamanı(difüzyon derinliğini dikte eder) .
- Basınç(İletişim sağlar ancak parçaları deforme etmez) .
Kısacası:Difüzyon lehimleme bir dolgu eritirbir kere, sonra kullanırIsıya dayalı atom difüzyonuEklemi yüksek eritme noktasına "yükseltmek" için, termal yorgunluk veya eritme arızası bir seçenek olmadığında bu yöntemdir! 🔥🔬
