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1. 最も一般的な 3 つの CTMS 欠陥
前の記事の GTMS は、ガラスと金属間の直接的な化学結合に依存しています。 CTMS (セラミック対金属シーリング) は異なります。セラミックと金属は直接結合できず、2 段階の「メタライゼーション + ろう付け」プロセスを通じて間接的に結合する必要があります。プロセスステップが増えると、それに応じて欠陥の種類も異なります。 3 つの高周波欠陥:
メタライゼーション層の剥離 - 焼結したメタライゼーション層がセラミックに十分に接着しておらず、ろう付け中に剥離します。シールは完全に失敗します。
ろう付けボイド — ろう材が金属化セラミック表面と金属ハウジングの間に完全に流れず、ボイドが残ります。ボイドは有効シール面積を減少させ、局所的な応力集中を引き起こし、漏れの危険を引き起こします。
セラミックの亀裂 — ろう付けおよび冷却後にセラミックに亀裂が発生し、気密性と絶縁性能が直接破壊されます。
2. 3 種類の欠陥の根本原因と予防
3 つの欠陥タイプは、根本原因と対策が 1 対 1 で対応付けられた 3 つの予防策に対応しています。
剥離の防止 - 根本的な原因は、不適切なメタライゼーション ペースト配合、不十分な焼結温度、または標準以下のセラミック表面粗さです。対策はメタライゼーション層の品質管理です。メタライゼーションは CTMS の「魂のプロセス」であり、セラミックをろう付けできるかどうかを決定します。焼結後、メタライゼーション層の厚さは均一であり、セラミックと化学的に結合した遷移界面を形成する必要があります。 SMT-11*9 などの Xuri の HTCC セラミック シリーズ製品はすべて、この標準メタライゼーション プロセスに従っています。
焼結後、ろう付け移行層としてニッケル層をめっきする必要があります。ニッケルは、Ag-Cu 共晶などの一般的なろう付けフィラーによってよく濡れます。
ボイドの防止 - 根本的な原因は、不十分なフィラーの流れまたは不均一な配置です。対策はろう付けプロセスの制御です。シール領域に応じてフィラーの量を正確に制御し、（フィラーフォイルまたはリングとして）均一に事前に配置します。メタライズされた表面の酸化による濡れ性の低下を防ぐために、真空または還元性雰囲気でろう付けを行ってください。
亀裂の防止 — 根本的な原因は、セラミックと金属の間の CTE の不一致が大きく、冷却後に過剰な残留応力が残ることです。対策は、構造とプロセスの二重制御です。中間遷移リングにコバールなどの低膨張合金を使用し、ろう付け温度と冷却速度を制御します。
3 種類の欠陥の防止には異なる焦点があります。剥離はメタライゼーションによって、ボイドはろう付けによって、亀裂は構造によって決まります。しかし、本質は GTMS の場合と同じです。すべてのプロセス パラメータがその範囲内に収まる場合にのみ、欠陥率を一貫して制御できるのです。
【用語解説】
1. メタライゼーション: セラミックをろう付けできるように、セラミックの表面に金属層を形成するプロセス
2. ろう付けボイド: ろう付けフィラーが接合部を完全に充填できずに形成される微細なボイドにより、シールの信頼性が低下します。
