고{0}}직류(HVDC) 전기 시스템, 특히 신에너지 차량, 충전 인프라 및 에너지 저장 장치에서는 HVDC 접촉기와 같은 코어 스위칭 장치의 신뢰성과 수명에 대한 전례 없는 요구 사항이 적용됩니다.
이러한 장치의 성능 병목 현상은 종종 전자기 설계 자체에서 비롯되는 것이 아니라 전기 연결, 고전압 절연 및 밀봉된 인클로저를 처리하는 내부의 중요한 인터페이스, 즉 세라믹 절연체와 금속 전도체 사이의 영구 결합 영역에서 발생합니다.
기존 공정을 사용하여 유기 재료를 간단하게 기계적으로 조립하거나 결합하는 것은 -장기적인 전열 스트레스와 열악한 환경 조건에서 고장이 발생할 가능성이 매우 높습니다.
따라서 세라믹{0}}대-금속 패키징 기술의 정교함이 전력 반도체 및 접촉기 모듈의 궁극적인 성능을 직접적으로 결정합니다.
고성능-세라믹{1}}대-금속 패키징을 달성하기 위한 출발점은 재료 시스템에 대한 깊은 이해와 정확한 선택에 있습니다. 그 핵심에는 일반적으로 세 부분으로 구성된 정밀 금속 세라믹 구조가 있습니다.
고-순도 알루미나 세라믹 기판(예: 95% 알루미나): 주요 단열재 및 구조재로서 우수한 절연내력, 높은 열전도율, 우수한 열안정성, 기계적 강도 등의 가치를 갖고 있습니다. 이는 금속화된 세라믹 부품을 위한 안정적인 물리적, 화학적 플랫폼을 제공합니다.
정밀 금속화층: 이것이 세라믹 금속화 공정의 핵심 성과이다. 세라믹 표면의 기판에 단단히 결합된 얇은 금속 필름(종종 몰리브덴 또는 텅스텐- 기반 합금)을 형성함으로써 이 층은 절연체에서 도체로 기능적 변환을 달성하여 후속 납땜을 위한 이상적인 야금학적 결합 표면을 제공합니다. 고품질-금속화 세라믹은 우수한 접착 강도, 납땜성 및 세라믹과 일치하는 열팽창 계수를 갖는 금속화 층이 필요합니다.
금속 도체(예: 높은-전도도의 산소-없는 구리 또는 Kovar 합금): 현재의 캐리어 또는 구조용 커넥터로서 고온에서 납땜되어 금속층과 기밀하고 고강도 야금 결합을 형성하여 궁극적으로 완전한 알루미나 금속화 세라믹 어셈블리를 구성합니다.
세라믹과 금속을 안정적으로 접합하기 위한 핵심 기술은 고온 활성 금속 브레이징입니다.- 이 공정은 일반적인 용접과는 거리가 멀습니다. 이는 티타늄, 지르코늄과 같은 활성 원소를 함유한 특수 브레이징 용가재를 사용하여 진공 또는 보호 분위기에서 수행되는 정밀 야금 공정입니다.
고온에서 이러한 활성 요소는 세라믹 표면을 효과적으로 적시고 화학적으로 반응하여 전이층을 형성함으로써 납땜 용가재, 금속화된 층 및 세라믹 사이에 원자{0}}수준의 결합을 달성합니다.
이 공정은 고강도 금속화 세라믹 부품을 제조하고 최종 제품의 기밀성, 기계적 강도 및 장기적인 열 순환 신뢰성을 결정하는 데 매우 중요합니다.-
이 공정을 통해 생산된 정밀 금속화 알루미나 세라믹 부품은 매우 높은 누출율을 달성하여 내부 매질의 장기적인 안정성을-보장합니다.
따라서 이러한 전기 부품용 고급 금속화 세라믹은 신에너지 차량의 800V 플랫폼용 고속 충전 계전기, 에너지 저장 시스템용 DC 회로 차단기, 고급 산업용 주파수 변환기와 같이{0}신뢰도가 매우 엄격한 분야에서 선호되는 솔루션이 되었습니다.{2}}
그들은 이상적인 선택일 뿐만 아니라전력 반도체용 금속 세라믹 하우징뿐만 아니라 고전압 전기 시스템을 더 높은 전력 밀도와 더 긴 서비스 수명으로 이끄는 핵심 기본 구성 요소이기도 합니다.
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