CVD BN陶瓷與非金屬接合步驟與制備
隨著新資料的開發及利用,非氧化物陶瓷,如AlN,Si3N4及BN等氮化物陶瓷,以其獨特的性能愈來愈受到人們的注重。尤其是化學氣相沉積(CVD)BN陶瓷,因為其優質的介電特點(低ε和tgδ)及良好的導熱性能,變成大功率微波電子器件現實的窗片資料及夾持資料。CVDBN陶瓷作為微波輸能窗及夾持桿利用的要害技能之一是它與非金屬的氣密性接合。
CVDBN陶瓷是一種高純陶瓷資料,純度可達99.99%,俗名“白石墨”,屬六方層狀構造。它是一種典型的各向同性資料,在垂直于沉積面位置及平行于沉積面位置性能有很大差距。另外,它與AlN,Si3N4同屬共價鍵構造,且其共價鍵性比AlN,Si3N4更強,很難與其余物質產生化學反響。之上零點使得CVDBN陶瓷很難兌現非金屬化及其與非金屬的接合。
依據現已簡報的材料,眼前主宰CVDBN與非金屬氣密接合技能的重要是俄羅斯和英國。海內還沒有這方面的簡報。本作業通過積年的摸索與鉆研,主宰了CVDBN陶瓷與非金屬(無氧銅、可伐、鈦)的真大氣密封接技能及工藝,眼前能順利地兌現<10～36mm直徑的BN窗與非金屬的氣密封接,并滿足了器件對封接件的熱性能考勤務求。
白文旨在經過對CVDBN陶瓷與非金屬接合界面的宏觀綜合,探明其接合機理,從而為進一步的工藝鉆研及設計作指點。
本試驗所用資料有:無氧銅片(TUO),鈦片(TAO),CVDBN(俄羅斯打造,純度99.7%),Ag2Cu片,Pd2Ag2Cu片和TiH2粉(純度99.65%)。1號樣品的制備:以CVDBN陶瓷和無氧銅為被聯接目標,Ti以TiH2形式引入,焊料為Pd2Ag2Cu。率先將CVDBN片和無氧銅片切長進方條,依照通例的陶瓷、非金屬蕩滌工藝蕩滌后,在CVDBN陶瓷的封接面上涂敷TiH2粉,而后按圖1裝架,在真空爐中于900～950℃下鉚接,鉚接工藝與理論利用工藝徹底相反。
圖1 1號樣品裝架示用意
圖2 2號樣品裝架示用意
將1號及2號樣品鑲嵌于環氧樹脂中,經一系列研磨,最初拋光蕩滌,利用日立S2450型EDX綜合儀對其界面作SEM/EDX綜合。綜合之前樣品事后蒸C15～20min。將2號樣品沿陶瓷非金屬接合界面撕開,用PH3500型ESCA作界面XPS綜合。將CVDBN陶瓷研碎,接定然對比與TiH2粉混合,干壓成形,在真空爐中經900℃,30min熱解決,用阿曼理光DlMax2RB型衍射儀對所得樣品繼續衍射相綜合。
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