1980 ခုနှစ်များမှစ၍ အီလက်ထရွန်းနစ်ဆားကစ်များ ပေါင်းစပ်သိပ်သည်းဆသည် နှစ်စဉ် 1.5 × သို့မဟုတ် ထို့ထက်မြန်သောနှုန်းဖြင့် တိုးလာခဲ့သည်။ ပိုမိုမြင့်မားသောပေါင်းစပ်မှုသည် လည်ပတ်နေစဉ်အတွင်း ပိုမိုကောင်းမွန်သော လက်ရှိသိပ်သည်းဆနှင့် အပူထုတ်ပေးမှုကို ဦးတည်စေသည်။ထိရောက်စွာ မဖြုန်းတီးပါက၊ ဤအပူသည် အပူချို့ယွင်းမှုကို ဖြစ်စေနိုင်ပြီး အီလက်ထရွန်နစ် အစိတ်အပိုင်းများ၏ သက်တမ်းကို လျှော့ချနိုင်သည်။
မြင့်မားလာသော အပူစီမံခန့်ခွဲမှုဆိုင်ရာ တောင်းဆိုချက်များကို ဖြည့်ဆည်းရန်၊ သာလွန်ကောင်းမွန်သော အပူစီးကူးနိုင်သော အဆင့်မြင့် အီလက်ထရွန်နစ် ထုပ်ပိုးပစ္စည်းများကို အကျယ်တဝင့် သုတေသနပြုပြီး အကောင်းဆုံးဖြစ်အောင် လုပ်ဆောင်နေပါသည်။
စိန်/ကြေးနီ ပေါင်းစပ်ပစ္စည်း
01 စိန်နှင့်ကြေးနီ
ရိုးရာထုပ်ပိုးပစ္စည်းများတွင် ကြွေထည်များ၊ ပလတ်စတစ်များ၊ သတ္တုများနှင့် ၎င်းတို့၏သတ္တုစပ်များ ပါဝင်သည်။ BeO နှင့် AlN ကဲ့သို့သော ကြွေထည်များသည် တစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးပစ္စည်းနှင့် ကိုက်ညီသော CTE များကို ပြသသည်၊ ကောင်းမွန်သော ဓာတုဗေဒတည်ငြိမ်မှုနှင့် အလယ်အလတ် အပူစီးကူးမှုကို ပြသသည်။ သို့သော်လည်း ၎င်းတို့၏ ရှုပ်ထွေးသော လုပ်ဆောင်မှု၊ ကုန်ကျစရိတ် မြင့်မားသော (အထူးသဖြင့် အဆိပ်သင့် BeO) နှင့် ကြွပ်ဆတ်မှု ကန့်သတ်ချက် အသုံးချမှုများ။ ပလတ်စတစ်ထုပ်ပိုးမှုတွင် ကုန်ကျစရိတ်နည်းသော၊ ပေါ့ပါးသောအလေးချိန်နှင့် အကာအကွယ်များကို ပေးစွမ်းသော်လည်း အပူစီးကူးမှု ညံ့ဖျင်းပြီး အပူချိန်မတည်ငြိမ်မှုကို ခံစားနေရသည်။ သန့်စင်သောသတ္တုများ (Cu, Ag, Al) သည် မြင့်မားသော အပူစီးကူးနိုင်သော်လည်း CTE လွန်ကဲပြီး သတ္တုစပ်များ (Cu-W, Cu-Mo) သည် အပူ၏စွမ်းဆောင်ရည်ကို ထိခိုက်စေပါသည်။ ထို့ကြောင့် ဆန်းသစ်သောထုပ်ပိုးပစ္စည်းများသည် မြင့်မားသောအပူစီးကူးမှုနှင့် အကောင်းဆုံး CTE တို့ကို ဟန်ချက်ညီစေရန် အရေးတကြီးလိုအပ်ပါသည်။
| အားဖြည့်မှု | အပူလျှပ်ကူးနိုင်စွမ်း (W/(m·K)) | CTE (×10⁻⁶/℃) | သိပ်သည်းဆ (g/cm³) |
| စိန် | ၇၀၀-၂၀၀၀ | 0.9–1.7 | ၃.၅၂ |
| BeO အမှုန်များ | ၃၀၀ | ၄.၁ | ၃.၀၁ |
| AlN အမှုန်များ | ၁၅၀-၂၅၀ | ၂.၆၉ | ၃.၂၆ |
| SiC အမှုန်များ | 80–200 | 4.0 | ၃.၂၁ |
| B₄C အမှုန်များ | ၂၉–၆၇ | ၄.၄ | ၂.၅၂ |
| ဘိုရွန်ဖိုင်ဘာ | 40 | ~၅.၀ | ၂.၆ |
| TiC မှုန် | 40 | ၇.၄ | ၄.၉၂ |
| Al₂O₃ အမှုန်များ | ၂၀–၄၀ | ၄.၄ | ၃.၉၈ |
| SiC ပါးသိုင်းမွှေး | 32 | ၃.၄ | – |
| Si₃N₄ အမှုန်များ | 28 | ၁.၄၄ | ၃.၁၈ |
| TiB₂ အမှုန်များ | 25 | ၄.၆ | ၄.၅ |
| SiO₂ အမှုန်များ | ၁.၄ | <1.0 | ၂.၆၅ |
စိန်အခက်ခဲဆုံး လူသိများသော သဘာဝပစ္စည်း (Mohs 10) သည်လည်း ထူးထူးခြားခြား ပိုင်ဆိုင်ပါသည်။အပူစီးကူးမှု (200–2200 W/(m·K)).
စိန်မိုက်ခရိုမှုန့်
ကြေးနီ, အတူ မြင့်မားသော အပူ/လျှပ်စစ်စီးကူးမှု (401 W/(m·K))ductility နှင့် cost efficiency ကို IC များတွင် တွင်ကျယ်စွာ အသုံးပြုပါသည်။
ထိုဂုဏ်သတ္တိများ ပေါင်းစပ်ခြင်း၊စိန်/ကြေးနီ (Dia/Cu) ပေါင်းစပ်မှုများ- Cu ကို မက်ထရစ်အဖြစ် နှင့် စိန်အား အားဖြည့်အဖြစ် - မျိုးဆက်သစ် အပူစီမံခန့်ခွဲမှုပစ္စည်းများအဖြစ် ပေါ်ထွက်လျက်ရှိသည်။
02 အဓိကထုတ်လုပ်ရေးနည်းလမ်းများ
စိန်/ကြေးနီပြင်ဆင်ခြင်းအတွက် ယေဘူယျနည်းလမ်းများမှာ- အမှုန့်သတ္တုဗေဒ၊ အပူချိန်မြင့်ခြင်းနှင့် ဖိအားမြင့်နည်းလမ်း၊ အရည်ပျော်ကျခြင်းနည်းလမ်း၊ ပလာစမာကို ထုတ်လွှတ်ခြင်းနည်းလမ်း၊ အအေးဖြန်းခြင်းနည်းလမ်း စသည်တို့ဖြစ်သည်။
အမှုန်အမွှားအရွယ်အစား စိန်/ကြေးနီ ပေါင်းစပ်မှု၏ မတူညီသော ပြင်ဆင်မှုနည်းလမ်းများ၊ လုပ်ငန်းစဉ်များနှင့် ဂုဏ်သတ္တိများကို နှိုင်းယှဉ်ခြင်း။
| ကန့်သတ်ချက် | သတ္တုဗေဒအမှုန့် | Vacuum Hot-Pressing | Spark Plasma Sintering (SPS) | High-Pressure High-Temperature (HPHT) | Cold Spray ဖြစ်ထွန်းခြင်း။ | အရည်ပျော်ခြင်း Infiltration |
| စိန်အမျိုးအစား | MBD8 | HFD-D | MBD8 | MBD4 | PDA | MBD8/HHD |
| မက်ထရစ် | 99.8% Cu အမှုန့် | 99.9% electrolytic Cu အမှုန့် | 99.9% Cu အမှုန့် | အလွိုင်း/စစ်မှန်သော Cu အမှုန့် | Cuမှုန့်စစ်စစ် | Cu အစုလိုက်/တံသန့် |
| Interface ပြုပြင်မွမ်းမံခြင်း။ | – | – | – | B, Ti, Si, Cr, Zr, W, Mo | – | – |
| အမှုန်အရွယ်အစား (μm) | ၁၀၀ | ၁၀၆–၁၂၅ | 100-400 | 20–200 | ၃၅–၂၀၀ | ၅၀-၄၀၀ |
| အတွဲအပိုင်း (%) | 20–60 | ၄၀-၆၀ | ၃၅–၆၀ | ၆၀-၉၀ | ၂၀–၄၀ | ၆၀–၆၅ |
| အပူချိန် (°C) | ၉၀၀ | ၈၀၀–၁၀၅၀ | ၈၈၀–၉၅၀ | ၁၁၀၀-၁၃၀၀ | ၃၅၀ | ၁၁၀၀-၁၃၀၀ |
| ဖိအား (MPa) | ၁၁၀ | 70 | ၄၀-၅၀ | ၈၀၀၀ | 3 | ၁–၄ |
| အချိန် (မိနစ်) | 60 | ၆၀–၁၈၀ | 20 | ၆–၁၀ | – | ၅–၃၀ |
| နှိုင်းရသိပ်သည်းမှု (%) | ၉၈.၅ | 99.2–99.7 | – | – | – | 99.4–99.7 |
| စွမ်းဆောင်ရည် | ||||||
| အကောင်းဆုံး အပူလျှပ်ကူးနိုင်စွမ်း (W/(m·K)) | ၃၀၅ | ၅၃၆ | ၆၈၇ | ၉၀၇ | – | ၉၄၃ |
အသုံးများသော Dia/Cu ပေါင်းစပ်နည်းပညာများ ပါဝင်သည်-
(၁)သတ္တုဗေဒအမှုန့်
ရောစပ်ထားသော စိန်/Cu အမှုန့်များကို ကျစ်ကျစ်လျစ်လျစ်ထားပြီး သန့်စင်ထားသည်။ ကုန်ကျစရိတ်သက်သာပြီး ရိုးရှင်းသော်လည်း၊ ဤနည်းလမ်းသည် အကန့်အသတ်ရှိသော သိပ်သည်းဆ၊ တစ်သမတ်တည်းရှိသော အသေးစားဖွဲ့စည်းပုံများနှင့် ကန့်သတ်ထားသော နမူနာအတိုင်းအတာများကို ထုတ်ပေးပါသည်။
Sintering ယူနစ်
(၁)High-Pressure High-Temperature (HPHT)
Multi-anvil presses များကိုအသုံးပြု၍ သွန်းသော Cu သည် ပြင်းထန်သောအခြေအနေများအောက်တွင် စိန်တုံးများကို စိမ့်ဝင်စေပြီး သိပ်သည်းသောပေါင်းစပ်များကိုထုတ်လုပ်သည်။ သို့သော် HPHT သည် စျေးကြီးသောမှိုများ လိုအပ်ပြီး အကြီးစားထုတ်လုပ်မှုအတွက် မသင့်လျော်ပါ။
Cubic စာနယ်ဇင်း
(၁)အရည်ပျော်ခြင်း Infiltration
Molten Cu သည် ဖိအား-အကူအညီ သို့မဟုတ် သွေးကြောမျှင်-မောင်းနှင်သော စိမ့်ဝင်မှုမှတစ်ဆင့် စိန်ကြိုတင်ပုံစံများကို စိမ့်ဝင်စေသည်။ ရလဒ်အရ ပေါင်းစပ်များသည် အပူစီးကူးနိုင်စွမ်း >446 W/(m·K) ရရှိသည်။
(၂)Spark Plasma Sintering (SPS)
Pulsed current သည် ဖိအားအောက်တွင် ရောနှောထားသော အမှုန့်များကို လျင်မြန်စွာ ညစ်ပတ်စေသည်။ ထိရောက်သော်လည်း၊ SPS စွမ်းဆောင်ရည်သည် စိန်အပိုင်းအစများ > 65 ဗို့% တွင် ကျဆင်းသွားပါသည်။
စွန့်ပစ်ပလာစမာ sintering စနစ်၏ ဇယားကွက်
(၅) Cold Spray Deposition ၊
အမှုန့်များကို အရှိန်မြှင့်ပြီး အလွှာများပေါ်သို့ တင်ပေးသည်။ ဤအခြေတည်သည့်နည်းလမ်းသည် မျက်နှာပြင် အပြီးသတ်ထိန်းချုပ်မှုနှင့် အပူပိုင်းစွမ်းဆောင်ရည်အတည်ပြုခြင်းတွင် စိန်ခေါ်မှုများနှင့် ရင်ဆိုင်နေရသည်။
03 Interface ပြုပြင်မွမ်းမံခြင်း။
ပေါင်းစပ်ပစ္စည်းများပြင်ဆင်မှုအတွက်၊ အစိတ်အပိုင်းများကြား အပြန်အလှန်စိုစွတ်ခြင်းသည် ပေါင်းစပ်လုပ်ငန်းစဉ်အတွက် လိုအပ်သောကြိုတင်လိုအပ်ချက်ဖြစ်ပြီး မျက်နှာပြင်ဖွဲ့စည်းပုံနှင့် အင်တာဖေ့စ်နှောင်ကြိုးအခြေအနေတို့ကို ထိခိုက်စေသည့် အရေးကြီးသောအချက်တစ်ချက်ဖြစ်သည်။ စိန်နှင့် Cu ကြားရှိ စိုစွတ်မှုမရှိသော အခြေအနေသည် အလွန်မြင့်မားသော မျက်နှာပြင်အပူဒဏ်ကို ခံနိုင်ရည်ရှိသည်။ ထို့ကြောင့်၊ နည်းပညာဆိုင်ရာ နည်းလမ်းအမျိုးမျိုးဖြင့် ၎င်းတို့နှစ်ဦးကြားရှိ interface ကို ပြုပြင်မွမ်းမံသုတေသနပြုရန် အလွန်အရေးကြီးပါသည်။ လက်ရှိတွင်၊ စိန်နှင့် Cu matrix အကြားကြားခံပြဿနာကို ပိုမိုကောင်းမွန်စေရန်အတွက် အဓိကအားဖြင့် နည်းလမ်းနှစ်သွယ်ရှိပါသည်။ (၁) စိန်၏မျက်နှာပြင်ပြုပြင်မွမ်းမံခြင်း၊ (၂) ကြေးနီမက်ထရစ်ကို အရောအစပ်ပြုလုပ်ခြင်း။
ပြုပြင်မွမ်းမံမှု ဇယားကွက်- (က) စိန်၏မျက်နှာပြင်ပေါ်တွင် တိုက်ရိုက်ထည့်ခြင်း၊ (ခ) Matrix သတ္တုစပ်ခြင်း။
(၁) စိန်မျက်နှာပြင် ပြုပြင်မွမ်းမံခြင်း။
အားဖြည့်အဆင့်၏ မျက်နှာပြင်အလွှာတွင် Mo၊ Ti၊ W နှင့် Cr ကဲ့သို့သော တက်ကြွသောဒြပ်စင်များကို ရောစပ်ခြင်းသည် စိန်၏ မျက်နှာပြင်သွင်ပြင်လက္ခဏာများကို တိုးတက်စေပြီး ၎င်း၏အပူစီးကူးမှုကို မြှင့်တင်ပေးပါသည်။ Sintering သည် အထက်ပါဒြပ်စင်များကို စိန်မှုန့်၏မျက်နှာပြင်ပေါ်ရှိ ကာဗွန်နှင့် ကာဗွန်အသွင်ပြောင်းခြင်းအလွှာအဖြစ် ဖွဲ့စည်းနိုင်စေပါသည်။ ၎င်းသည် စိန်နှင့် သတ္တုအခြေခံကြားရှိ စိုစွတ်မှုအခြေအနေကို ပိုကောင်းစေပြီး အပေါ်ယံမှ စိန်၏ဖွဲ့စည်းပုံကို မြင့်မားသောအပူချိန်တွင် ပြောင်းလဲခြင်းမှ ကာကွယ်နိုင်သည်။
(၂) ကြေးနီမက်ထရစ်ကို ရောစပ်ခြင်း။
ပေါင်းစပ်ပစ္စည်းများကို ပေါင်းစပ်လုပ်ဆောင်ခြင်းမပြုမီ၊ ယေဘုယျအားဖြင့် မြင့်မားသောအပူစီးကူးနိုင်သော ပေါင်းစပ်ပစ္စည်းများကို ထုတ်လုပ်နိုင်သည့် သတ္တုကြေးနီကို သတ္တုဖြင့်ကြိုတင် ပေါင်းစပ်ကုသမှုကို လုပ်ဆောင်သည်။ ကြေးနီမက်ထရစ်ရှိ တက်ကြွသောဒြပ်စင်များကို သောက်သုံးခြင်းသည် စိန်နှင့်ကြေးနီကြားရှိ စိုစွတ်နေသောထောင့်ကို ထိရောက်စွာ လျှော့ချနိုင်ရုံသာမက တုံ့ပြန်မှုပြီးနောက် ကော့ပါးမက်ထရစ်၌ စိန်/Cu မျက်နှာပြင်တွင် ခဲပျော်ဝင်နိုင်သော ကာဗိုက်အလွှာကိုလည်း ထုတ်ပေးပါသည်။ ဤနည်းအားဖြင့်၊ ပစ္စည်းမျက်နှာပြင်တွင်ရှိသော ကွာဟချက်အများစုကို ပြုပြင်ပြီး ဖြည့်သွင်းခြင်းဖြင့် အပူစီးကူးမှုကို ပိုမိုကောင်းမွန်စေသည်။
၀၄ နိဂုံး
သမားရိုးကျ ထုပ်ပိုးပစ္စည်းများသည် အဆင့်မြင့် ချစ်ပ်များမှ အပူကို စီမံခန့်ခွဲရာတွင် တိုတောင်းပါသည်။ ချိန်ညှိနိုင်သော CTE နှင့် အလွန်မြင့်မားသော အပူစီးကူးနိုင်သော Dia/Cu ပေါင်းစပ်မှုများသည် မျိုးဆက်သစ် အီလက်ထရွန်နစ်ပစ္စည်းများအတွက် အသွင်ပြောင်းဖြေရှင်းချက်ကို ကိုယ်စားပြုသည်။
စက်မှုလုပ်ငန်းနှင့် ကုန်သွယ်မှုကို ပေါင်းစပ်ထားသည့် နည်းပညာမြင့်လုပ်ငန်းတစ်ခုအနေဖြင့် XKH သည် စိန်/ကြေးနီပေါင်းစပ်များနှင့် SiC/Al နှင့် Gr/Cu ကဲ့သို့သော စွမ်းဆောင်ရည်မြင့်သတ္တုပေါင်းစပ်မှုများကို သုတေသနနှင့် တီထွင်ထုတ်လုပ်ခြင်းအပေါ် အာရုံစိုက်ပြီး 900W/(m·K) ထက်ပိုမိုသော ပါဝါထုတ်ပိုးမှုနယ်ပယ်များအတွက် စွမ်းအင်ထုတ်ပိုးမှုနယ်ပယ်များအတွက် အပူပိုင်းစီမံခန့်ခွဲမှုဖြေရှင်းချက်များကို ပံ့ပိုးပေးပါသည်။
XKH's Diamond ကြေးနီကို ၀တ်ဆင်ထားသော ကြမ်းပြင် ပေါင်းစပ်ပစ္စည်း
စာတိုက်အချိန်- မေ ၁၂-၂၀၂၅