一种陶瓷线路板用活性钎料制造技术

本发明专利技术提供了一种陶瓷线路板用活性钎料，涉及陶瓷线路板制造技术领域，由以下原料组成：银基活性钎焊合金属95.0wt%‑99.5wt%、复相材料X0.5wt%‑5.0wt%；其中，银基活性钎焊合金属中包括Ag、Cu和活性金属材料，其重量百分比为Cu：20‑40wt%、活性金属材料：1‑10wt%、余量为Ag。本发明专利技术通过在活性金属钎焊浆料中，加入由TiC、金刚石C、BN、Al

【技术实现步骤摘要】
一种陶瓷线路板用活性钎料
本专利技术涉及陶瓷线路板制造
，特别涉及一种陶瓷线路板用活性钎料。
技术介绍
经多年发展，覆铜陶瓷基板连接技术主要有钎焊、扩散焊、熔焊及氧化物玻璃焊料连接法等，其中钎焊对于连接性能差异较大和融化敏感的材料具有独特优势且经济可行，并且也是获得高强度陶瓷线路板接头的主要方法之一。钎焊法又分为金属化工艺法和活性金属钎焊法（ActiveMetalBrazing，AMB）。两种钎焊方法都需要使用钎焊材料，区别在于金属化工艺法主要是使用常规钎料，而活性金属钎焊法主要是使用含有活性金属的活性钎焊材料。目前现有技术大多通过在钎焊材料中加入活性金属制备活性钎料，进而进行钎焊。该方法是在共晶钎料中添加少量活性金属Ti、Hf或Zr等，这些活性金属因化学活性高，对氧化物、硅酸盐等物质具有较大的亲和力。但是,现有技术中使用的活性钎料存在一个问题：由于陶瓷母材、金属母材、钎料层或中间层之间存在热膨胀系数的差异，在钎焊冷却过程中，陶瓷产生小的体积收缩而金属产生大的体积收缩，从而在紧邻结合界面处的陶瓷外表面产生残余拉应力。较大残余拉应力将显著降低近界面处陶瓷母材的断裂韧性和接头断裂强度，使陶瓷或界面附近区域在较小外加载荷下萌生裂纹或产生开裂，影响覆铜陶瓷基板的结合强度和可靠性，继而影响陶瓷线路板的可靠性。
技术实现思路
为解决
技术介绍
中存在的问题，本专利技术提出一种陶瓷线路板用活性钎料，在活性金属钎料之中增加复相材料，使其弥散分布于钎焊材料中，进而减少应力集中的作用。根据本专利技术的一个方面，一种陶瓷线路板用活性钎料，由以下原料组成：银基活性钎焊合金属95.0wt%-99.5wt%、复相材料X0.5wt%-5.0wt%；其中，银基活性钎焊合金属中包括Ag、Cu和活性金属材料，其重量百分比为Cu：20-40wt%，活性金属材料：1-10wt%，余量为Ag。进一步可选的，所述复相材料X由TiC、金刚石C、BN和Al2O3等材料中的一种或几种组成。进一步可选的，所述复相材料X选用TiC、金刚石C、BN、Al2O3至少两种进行组合时，复相材料X选取规则为：复相材料混合物的热膨胀系数应满足α陶瓷＜α银基活性钎焊合金属+复相材料X＜α银基活性钎焊合金<α铜条件，其中，α银基活性钎焊合金属+复相材料X=∑Wiαi;Wi为在银基活性钎焊合金中添加复相材料X形成的混合材料中的重量百分比，αi为银基活性钎焊合金和复相材料X的热膨胀系数。进一步可选的，所述活性钎料中复相材料的重量百分比为0.5wt%-5.0wt%。进一步可选的，所述复相材料的颗粒形状选自形状系数大于1的针状、棒状、棱状、柱状、片状、瘤状、球状中的一种或几种；复相材料的等效粒径为1-10μm。进一步可选的，所述活性钎料中复相材料的等效粒径4.0μm-6.0μm。进一步可选的，所述活性金属材料包括Ti、Zr、Hf、Cr、Nd、V中的至少一种。本专利技术的有益效果在于：本专利技术通过在活性金属钎焊浆料中，加入由TiC、金刚石C、BN、Al2O3等材料中的一种或几种组成的复相材料，同时通过控制复相材料的颗粒形状和等效粒径的方式使其分布弥散于活性金属钎焊浆料，其能够减少应力集中，从而降低了残余应力，改善了钎焊制备的陶瓷线路板的耐热循环性、弯曲强度、挠度等性能，提高陶瓷线路板的可靠性。附图说明图1示出了本专利技术的陶瓷线路板的截面示意图；图2示出了本专利技术的陶瓷线路板钎焊层电镜相片；图3示出了本专利技术的陶瓷线路板抗剥离强度试验及样品；图4示出了本专利技术的陶瓷线路板超声扫描观测空洞率第一显微相片；图5示出了本专利技术的陶瓷线路板超声扫描观测空洞率第二显微相片；图6示出了本专利技术的陶瓷线路板抗热循环能力试验曲线图。具体实施方式现在将参照若干示例性实施例来论述本专利技术的内容。应当理解，论述了这些实施例仅是为了使得本领域普通技术人员能够更好地理解且因此实现本专利技术的内容，而不是暗示对本专利技术的范围的任何限制。如本文中所使用的，术语“包括”及其变体要被解读为意味着“包括但不限于”的开放式术语。术语“基于”要被解读为“至少部分地基于”。术语“一个实施例”和“一种实施例”要被解读为“至少一个实施例”。术语“另一个实施例”要被解读为“至少一个其他实施例”。本说明书中公开的任一特征，或公开的任一方法或过程中的步骤，除了相互排斥的特征和/或步骤以外，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。下面的实施例可以使本专业技术人员更加全面的理解本专利技术，但不以任何方式限制本专利技术。实施例1根据本实施例来详细说明本专利技术的陶瓷线路板用活性钎料的具体配比，在以下的实施例1中，制备了图1所示的陶瓷线路板。制备步骤如下：取成分为66wt%Ag、30wt%Cu、4wt%Ti的325目活性钎焊材料AgCuTi粉100g，其中Ag的质量为66g，Cu的质量为30g，Ti的质量为4g；另取纯度为99.9%的粒径5um的BN粉（5g），在惰性气体保护下进行球磨混粉以制备活性钎焊材料AgCuTi-BN；本实施例中优选地使用形状系数大于1的球状复相材料制备活性钎焊材料。将活性钎焊材料AgCuTi-BN粉末搅拌混合后加入有机溶剂充分搅拌混匀制备成AgCuTi-BN活性钎焊膏；在陶瓷基板上下表面涂覆AgCuTi-BN活性钎焊膏，对应放置无氧铜箔；将涂覆有AgCuTi-BN活性钎焊膏的陶瓷基板与无氧铜箔装夹后在真空钎焊炉中钎焊，实现陶瓷基板与无氧铜箔的钎焊；采用湿法刻蚀工艺在无氧铜箔上刻蚀线路制备成图1所示陶瓷线路板。本实施例有益效果在于通过在活性金属钎焊浆料中，加入由TiC、金刚石C、BN、Al2O3等材料中的一种或几种组成的复相材料，同时通过控制复相材料的颗粒形状和等效粒径的方式使其分布弥散于活性金属钎焊浆料，其能够减少应力集中，从而降低了残余应力，改善了钎焊制备的陶瓷线路板的耐热循环性、弯曲强度、挠度等性能，提高陶瓷线路板的可靠性。实施例2根据本实施例来详细说明本专利技术的陶瓷线路板用活性钎料的具体配比，在以下的实施例1中，制备了图1所示的陶瓷线路板。制备步骤如下：取成分为66wt%Ag、30wt%Cu、4wt%Ti的325目活性钎焊材料AgCuTi粉100g，其中Ag的质量为66g，Cu的质量为30g，Ti的质量为4g；另取纯度为99.95%的粒径10um的金刚石C粉5g，在惰性气体保护下进行球磨混粉，制备出含活性钎焊材料AgCuTi-金刚石C；本实施例中优选地使用形状系数大于1的球状复相材料制备活性钎焊材料。将活性钎焊材料AgCuTi-BN粉末搅拌混合后加入有机溶剂充分搅拌混匀制备成AgCuTi-BN活性钎焊膏；在陶瓷基板上下表面涂覆AgCuTi-BN活性钎焊膏，对应放置无氧铜箔；将涂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种陶瓷线路板用活性钎料，其特征在于，由以下原料组成：/n银基活性钎焊合金属95.0wt%-99.5wt%、复相材料X0.5wt%-5.0wt%；其中，银基活性钎焊合金属中包括Ag、Cu和活性金属材料，其重量百分比为Cu：20-40wt%，活性金属材料：1-10wt%，余量为Ag。/n

【技术特征摘要】
1.一种陶瓷线路板用活性钎料，其特征在于，由以下原料组成：
银基活性钎焊合金属95.0wt%-99.5wt%、复相材料X0.5wt%-5.0wt%；其中，银基活性钎焊合金属中包括Ag、Cu和活性金属材料，其重量百分比为Cu：20-40wt%，活性金属材料：1-10wt%，余量为Ag。


2.根据权利要求1所述的一种陶瓷线路板用活性钎料，其特征在于，所述复相材料X由TiC、金刚石C、BN和Al2O3等材料中的一种或几种组成。


3.根据权利要求2所述的一种陶瓷线路板用活性钎料，其特征在于，所述复相材料X选用TiC、金刚石C、BN、Al2O3至少两种进行组合时，复相材料X选取规则为：
复相材料混合物的热膨胀系数应满足α陶瓷＜α银基活性钎焊合金属+复相材料X＜α银基活性钎焊合金属<α铜条件，其中，
α银基活性钎焊合金属+复相材料X=...

【专利技术属性】
技术研发人员：白依，苏田，
申请(专利权)人：北京漠石科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11