עיקרון העבודה של מכונת ריתוך דיפוזיה כולל בעיקר את שלבי המפתח הבאים ורכיביו:
עיקרון עבודה בסיסי: מכונת ריתוך דיפוזיה פועלת בסביבת ואקום או אטמוספירה מגנה, ומשתמשת בטמפרטורה ולחץ גבוה כדי לגרום לחומר לממש חיבור דיפוזיה אטומי במצב מוצק {}}} התהליך הספציפי מחולק לשלושה שלבים:
שלב מגע פני השטח: חומר העבודה שיש לרתך נמצא במגע קרוב בפעולה של לחץ וטמפרטורה, והחלק המיקרו-קונווס עובר עיוות מפלסטיק כדי להגדיל את שטח המגע בפועל . סביבת הוואקום מסלקת את סרט תחמוצת ומזהמים כדי להבטיח מגע משטח מתכת טהור.
שלב דיפוזיה של ממשק: טמפרטורה גבוהה גורמת לאטומים להתפזר על פני הממשק ליצירת קשרים מתכתיים מקומיים . לחץ מקדם קשר הדוק של הממשק ומפחית נקבוביות .
דיפוזיה ונפח שלב נדידת גבול התבואה: אטומים מתפזרים עוד יותר לחומר, גבולות התבואה נודדים ומתארגנים מחדש, הממשק נעלם בהדרגה, ונוצר חיבור מתכתי אחיד .
פרמטרים של תהליך מפתח:
טמפרטורה: קובע את קצב הדיפוזיה האטומי . גבוה מדי טמפרטורה עשויה להוביל לגסות תבואה . הטווח האופייני הוא 0 . 5 ~ 0.8 פעמים מנקודת ההיתוך של החומר.
לחץ: קדם קשר קרוב של הממשק והפחית את נקבוביות . הטווח האופייני הוא 5 ~ 50mpa .
Time: משפיע על עומק הדיפוזיה . ארוך מדי עשוי להפחית את היעילות . הטווח האופייני הוא 10 דקות עד מספר שעות .
VACUUM: מונע חמצון והסר גז ספיגה משטח . הוואקום האופייני פחות או שווה ל 10⁻ החל .
הרכב ציורים וזרימת עבודה::
רכיבי קוור: כולל מערכת ואקום (משאבה מכנית + קבוצת משאבות מולקולריות), מערכת חימום (חימום התנגדות או חימום אינדוקציה), מערכת לחץ (ראש לחץ הידראולי או מכני) ומערכת בקרה (PLC או בקרת מחשב בטמפרטורה, לחץ, דרגת ואקום)
זרימת עבודה סוג: הכנת חומר עבודה (ליטוש פני השטח, ניקוי, הרכבה), תנור אבק, חימום ולחץ, שימור חום ותחזוקת לחץ, קירור והקלה בלחץ .
תכונות טכניות :
Advantages : אין צורך להמיס את חומר האב, להימנע מסדקים תרמיים, נקבוביות ומומים ריתורי היתוך אחרים, המתאימים לחיבור חומרים שונים . דיווח גבוה, מפרקים בעלי חוזק גבוה, ידידותי לסביבה, ללא ריתוך, ללא ריתוק, אין צורך במילוי חומרים .
מגבלות: מחזור תהליכים ארוך, שאינו מתאים לייצור המוני; עלות גבוהה .
