CVD BN陶瓷与非金属接合步骤与制备
随着新资料的开发及利用,非氧化物陶瓷,如AlN,Si3N4及BN等氮化物陶瓷,以其独特的性能愈来愈受到人们的注重。尤其是化学气相沉积(CVD)BN陶瓷,因为其优质的介电特点(低ε和tgδ)及良好的导热性能,变成大功率微波电子器件现实的窗片资料及夹持资料。CVDBN陶瓷作为微波输能窗及夹持杆利用的要害技能之一是它与非金属的气密性接合。
CVDBN陶瓷是一种高纯陶瓷资料,纯度可达99.99%,俗名“白石墨”,真空泵六方层状构造。它是一种典型的各向同性资料,在垂直于沉积面位置及平行于沉积面位置性能有很大差距。另外,它与AlN,Si3N4同属共价键构造,且其共价键性比AlN,Si3N4更强,很难与其余物质产生化学反响。之上零点使得CVDBN陶瓷很难兑现非金属化及其与非金属的接合。
依据现已简报的材料,眼前主宰CVDBN与非金属气密接合技能的重要是俄罗斯和英国。海内还没有这方面的简报。本作业通过积年的摸索与钻研,主宰了CVDBN陶瓷与非金属(无氧铜、可伐、钛)的真大气密封接技能及工艺,眼前能顺利地兑现<10～36mm直径的BN窗与非金属的气密封接,并满足了器件对封接件的热性能考勤务求。
白文旨在经过对CVDBN陶瓷与非金属接合界面的宏观综合,探明其接合机理,从而为进一步的工艺钻研及设计作指点。
本试验所用资料有:无氧铜片(TUO),钛片(TAO),CVDBN(俄罗斯打造,纯度99.7%),Ag2Cu片,Pd2Ag2Cu片和TiH2粉(纯度99.65%)。1号样品的制备:以CVDBN陶瓷和无氧铜为被联接目标,Ti以TiH2形式引入,焊料为Pd2Ag2Cu。率先将CVDBN片和无氧铜片切长进方条,依照通例的陶瓷、非金属荡涤工艺荡涤后,在CVDBN陶瓷的封接面上涂敷TiH2粉,而后按图1装架,在真空炉中于900～950℃下铆接,铆接工艺与理论利用工艺彻底相反。
图1 1号样品装架示用意
图2 2号样品装架示用意
将1号及2号样品镶嵌于环氧树脂中,经一系列研磨,最初抛光荡涤,利用日立S2450型EDX综合仪对其界面作SEM/EDX综合。综合之前样品事后蒸C15～20min。将2号样品沿陶瓷非金属接合界面撕开,用PH3500型ESCA作界面XPS综合。将CVDBN陶瓷研碎,接定然对比与TiH2粉混合,干压成形,在真空炉中经900℃,30min热解决,用阿曼理光DlMax2RB型衍射仪对所得样品继续衍射相综合。
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