Sert lehimleme, AMB silikon nitrür substrat sürecindeki en önemli süreçtir ve aktif sert lehim dolgu metalinin hazırlanması ve aktif metal sert lehimleme şu anda anahtar ve zor noktalardır.
Ti, Zr, Hf, V, Nb vb., silikon nitrür substrat yüzeylerine sızabilen yaygın aktif metal elementlerdir ve seramikler ile metaller arasında aktif sızdırmazlık sağlamak için yaygın olarak kullanılır. Bunlar arasında aktif element olarak Ti içeren Ag-Cu-Ti alaşımı en çok çalışılan ve en yaygın kullanılan aktif dolgu metalidir. Çoğu seramik yüzeyi 800~950 â sıcaklıkta ıslatabilir ve lehimleme kafası yüksek mukavemetli ve istikrarlı bir performansa sahiptir, böylece seramik ile metaller, seramik ve seramik arasındaki sızdırmazlık daha iyi gerçekleştirilebilir.
Ag-Cu-Ti aktif dolgu metalinin kullanımı, Ti elementinin formuna ve dolgu metali kombinasyonuna göre değişen aşağıdaki dört formu içerir:
a. Önceden kaplanmış Ti tozu (veya TiH, toz) macunu ve ardından önceden oluşturulmuş lehim (genellikle Ag72Cu28 alaşımlı lehim) ekleyin;
B. Önceden PVD (fiziksel buhar biriktirme) veya CVD (kimyasal buhar biriktirme) ile seramik yüzeye bir Ti filmi tabakası biriktirilir ve ardından Ag-Cu dolgu metali eklenir.
c. Ag-Cu-Ti lehimi kullanın;
d. Ag-Cu-Ti lehim pastasını kullanın.
AMB silikon nitrür substratını hazırlamak için gümüş bakır titanyum aktif dolgu metali kullanıldığında, arayüzey boşluklarının ana nedenleri aşağıdaki gibidir:
1. Hammaddelerin yüzey kalitesi: Kaynak öncesinde seramik ve oksijensiz bakırın yüzeyindeki çizikler, çukurlar, oksidasyon, organik kirlilik, lehimin ıslanması ve yayılması üzerinde olumsuz bir etkiye sahip olacak ve lehimli arayüzde potansiyel boşluk riskini beraberinde getirecektir. .
2. Lehim baskı kalitesi: Geniş alanlı lehim pastası baskısı sürecinde, lehim pastası sızıntısı ve eşit olmayan baskı probleminin yaşanması kolaydır ve lehim eridiğinde doğrudan deliklerin oluşmasına yol açacaktır.
3. Aktif elemanların devre dışı bırakılması: AgCuTi lehim pastasındaki aktif eleman Ti, oksijene karşı çok hassastır ve yüksek sıcaklıkta lehimleme işleminde vakum derecesinin genellikle 10-3Pa'dan daha iyi olması gerekir. Vakum derecesi kaynak gereksinimlerini karşılayamıyorsa, Ti oksitlenir ve devre dışı bırakılır ve lehim seramik yüzeyi ıslatamaz, bu da geniş bir kaynak alanına, kaynak sızıntısına ve diğer olaylara neden olur.
4. Lehim pastası uçucu gazı: Lehimleme işleminde, lehim pastasında buharlaşan gaz, kabarcıklar oluşturacak şekilde lehim pastası tarafından sarılacak, ayrıca akı içindeki organik asitlerin ve metal oksitlerin reaksiyonu da kabarcıklar üretecektir, Kabarcıkların reaksiyonu giderek büyüdükçe, boşalan kabarcıklar lehim pastasının yüzeyinde yoğun gözenekler bırakacak ve boşalmamış kabarcıklar da lehimin erimesi ve katılaşması süreci ile lehimleme arayüzünde kalacaktır. Bir boşluk oluşturmak.
5. Sert lehimleme prosesi parametreleri: Ag-Cu-Ti aktif lehimleme dolgu metali genellikle Si3N4 yüzeyini ıslatmak için 800 ° C'nin üzerindedir, lehimleme sıcaklığı çok düşükse veya tutma süresi çok kısaysa, Ti ile seramik yüzey arasındaki reaksiyon yeterli olmadığı için lehim dolgu metali seramik yüzeyini tamamen ıslatamamaktadır.
Özetle, seramikleri 800~950 â'de ıslatma ve güçlü bağlantılar oluşturma yeteneği nedeniyle birincil aktif dolgu metali olarak Ag-Cu-Ti alaşımıyla lehimleme AMB silikon nitrür alt katmanlar için çok önemlidir. Ancak ara yüzey boşlukları, hammadde kalitesi, lehim baskısı, aktif elemanın devre dışı bırakılması, uçucu gazlar ve uygun olmayan sert lehimleme parametreleri gibi faktörlerden kaynaklanan önemli bir sorundur. Yüksek kaliteli bağlantılara ulaşmak için, bu zorlukların, iyileştirilmiş hazırlık, gelişmiş teknikler, optimize edilmiş koşullar ve gelişmiş süreç kontrolü yoluyla ele alınması önemlidir.
