一种水溶性陶瓷金属化用AMB法银铜浆料及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种水溶性陶瓷金属化用AMB法银铜浆料及其制备方法，所述银铜浆料由以下质量百分含量的组分组成：银铜合金粉或银包铜粉70

【技术实现步骤摘要】
一种水溶性陶瓷金属化用AMB法银铜浆料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种活性金属化钎焊银铜浆料
，具体而言，尤其涉及一种水溶性陶瓷金属化用AMB法银铜浆料及其制备方法。

技术介绍

[0002]活性金属焊铜工艺(AMB)是利用钎料中含有的少量活性元素与陶瓷反应生成能被液态钎料润湿的反应层，从而实现陶瓷与金属接合的一种方法。通常，先将陶瓷表面印刷活性金属焊料而后再与无氧铜装夹后，再在真空钎焊炉中高温焊接，覆接完毕基板采用类似于PCB板的湿法刻蚀工艺在表面制作电路，最后表面镀覆制备出性能可靠的产品。
[0003]AMB基板是靠陶瓷与活性金属焊膏在高温下进行化学反应来实现结合，因此，其结合强度更高，可靠性更好。但是由于该方法成本较高、合适的焊料较少、焊料对于焊接的可靠性影响较大，目前，只有日本几家公司掌握了高可靠活性金属焊接技术。
[0004]国内关于活性金属焊料的专利公开的配方列举如下：
[0005]中国专利CN102276295A，公开了一种适用于丝网印刷的95％氧化铝陶瓷金属化浆料，该浆料是由质量分数为Mo粉42
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63％、MnO粉13
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20％、Al2O3粉13
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21％等组成的原料粉末及松油醇、油酸等组成的粘结剂混合而成；中国专利CN104387118A，公开一种用于钎焊的预处理材料，特别涉及一种钎焊用氧化锆陶瓷金属化浆料配方、制备方法及应用，浆料配方以铂为基料，合理搭配多种无机和有机组分，通过较为简单的研磨混合等操作制成浆料，溶剂选用乙醇、丙酮、辛烯、甲基乙基酮、异丙醇、松油醇等，添加剂为桉叶油、桉叶油醇、蓖麻硬化油、蓖麻油脂肪酸、已二酸二甲酯、二乙二醇丁醚醋酸酯、松香、邻苯二甲酸二乙酯、聚乙烯醇等；中国专利CN108440023B，公开了一种氧化铝陶瓷金属化的方法，该方法所需黏合剂为丁基卡必醇、柠檬酸三丁酯、异丁醇、蓖麻油和醋酸甲酯混合均匀后在48～50℃球磨20～24小时，配制成SA辅助剂；将松油醇和SA辅助剂按重量比混合均匀，于100～110℃预热1～1.5小时，配制成松油醇混合溶剂；将乙基纤维素于100～110℃预热1～1.5小时；将松油醇混合溶剂与乙基纤维素按重量比在100～110℃环境下搅拌，混合均匀，过500目筛后密封待用；中国专利CN110524079A，公开了一种用于金属化陶瓷和金属零件钎焊的银铜焊料层制备方法，将银铜混合粉与有机粘结剂混合得到银铜焊膏，其特征在于，所述有机粘结剂为乙基纤维素和松油醇的混合物；中专利CN111153713A，公开了一种陶瓷金属化浆料及其制备方法和应用，所述有机溶剂为醋酸甲酯、乙酸乙酯、壬稀、环己酮、环氧丙烷或者松油醇中的任意一种或几种，所述有机添加剂为按叶油、按叶油醇、蓖麻硬化油、亚麻油、橄榄油、已二酸二乙脂、二乙二醇丁醚醋酸脂、甲基纤维素、乙基纤维素、聚乙烯醇或者甲基丙烯酸脂中的任意一种或几种。
[0006]综合来看，上述专利配制的浆料不但气味较大，还伴随着挥发过程，对人体也有一定程度的危害；此外，传统的EC
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松油醇体系对触变带来的不利影响也是造成品质不稳定的重要因素；随着国家环保要求越来越高，各地对VOC排放标准也水涨船高；一些国际或行业标准也相继出台，如ROHS/REACH/POHS指令等，对企业环保准入要求越来越高；并且，近年来
原材料价格持续走高，EC及一些溶剂价格上涨较快，对企业的生产经营成本也带来了很大的压力，“油”转“水”也日渐提上日程；且作为对未来行业趋势的判断，提前研判、研发新型浆料也是浆料企业的应有之义。

技术实现思路

[0007]根据上述提出现有的用于陶瓷与活性金属接合的焊料存在制备方法成本较高、焊料对于焊接的可靠性影响较大、有机溶剂挥发造成空气及人体损害等技术问题，而提供一种水溶性陶瓷金属化用AMB法银铜浆料及其制备方法。本专利技术主要是一种以水为溶剂的新型金属化银铜浆料，该浆料经过丝网印刷、干燥、真空烧结后能将氮化铝、氮化硅等陶瓷基板与无氧铜箔通过化学键牢牢地结合，形成的陶瓷覆铜板具有结合强度高、翘曲度低、空洞率低、耐冷热冲击性能优等特点。
[0008]本专利技术采用的技术手段如下：
[0009]一种水溶性陶瓷金属化用AMB法银铜浆料，其特征在于，所述银铜浆料由以下质量百分含量的组分组成：
[0010]银铜合金粉或银包铜粉70
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76％，
[0011]氢化钛粉体2
‑
6％，
[0012]水溶性有机粘合剂18
‑
25％，
[0013]水性助剂1
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4％，
[0014]金属添加剂1
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6％，
[0015]其中，各组分的质量百分含量之和为100％。
[0016]进一步地，所述银铜合金粉为球形粉体，平均粒度5.0
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7.0μm，振实密度＞4.9g/cm3，纯度＞99％，氧含量＜1％。优选Ag72Cu28成分粉体。
[0017]进一步地，所述银包铜粉为球形粉体，平均粒度1.0
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3.0μm，振实密度＞3.4g/cm3，纯度＞99％，氧含量＜1％。优选银包覆量40％。
[0018]进一步地，所述水溶性有机粘合剂可选用商用外购的水性丙烯酸树脂或改性水性丙烯酸树脂。优选帝斯曼、德固萨产相关水性丙烯酸树脂类产品。
[0019]进一步地，所述水溶性有机粘合剂还可以自制，由以下质量百分含量的原料制成：水溶性树脂6
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10％，水性防沉剂3
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5％，水80
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90％，水溶性表面活性剂0.05
‑
0.1％，气硅0.3
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0.5％。
[0020]进一步地，所述水溶性树脂为水溶性纤维素类，包括甲基纤维素(MC)、甲基羟丙基纤维素(HPMC)、羧甲基纤维素(CMC)、羟乙基纤维素(HEC)中的一种或几种的混合。优选陶氏化学(Dow Chemical)产相关产品。
[0021]水性银铜浆以水为介质，水的表面张力高达72.5mN/m，较高的表面张力不利于水性铝浆的消泡，并且降低了浆料对陶瓷基片的润湿能力和在基片上的展布能力。其结果往往导致水性浆料性能不良，浆料表面在印刷过程中容易产生气泡、缩孔、鱼眼、针孔等缺陷。因此，水性银铜浆中需加入一定数量和种类的助剂以便形成稳定、优质的产品。
[0022]进一步地，所述水性助剂为表面活性剂、消泡剂、流变助剂、分散剂、润湿剂中的一种或几种混合。其中，所述表面活性剂为阴离子表面活性剂或是两性离子表面活性剂，优选十二烷基硫酸钠(SDS)、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、四丁基溴化铵中的一种或几种的混合。
所述消泡剂为聚硅氧烷类、矿物油类中的一种或两种，优选Agitan 315。所述流变助剂(防沉剂)为特殊的酰胺化合物，优选帝斯巴隆AQH
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800或AQ
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600；所述分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水溶性陶瓷金属化用AMB法银铜浆料，其特征在于，所述银铜浆料由以下质量百分含量的组分组成：银铜合金粉或银包铜粉70
‑
76％，氢化钛粉体2
‑
6％，水溶性有机粘合剂18
‑
25％，水性助剂1
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4％，金属添加剂1
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6％，其中，各组分的质量百分含量之和为100％。2.根据权利要求1所述的水溶性陶瓷金属化用AMB法银铜浆料，其特征在于，所述银铜合金粉为球形粉体，平均粒度5.0
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7.0μm，振实密度＞4.9g/cm3，纯度＞99％，氧含量＜1％。3.根据权利要求1所述的水溶性陶瓷金属化用AMB法银铜浆料，其特征在于，所述银包铜粉为球形粉体，平均粒度1.0
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3.0μm，振实密度＞3.4g/cm3，纯度＞99％，氧含量＜1％。4.根据权利要求1所述的水溶性陶瓷金属化用AMB法银铜浆料，其特征在于，所述水溶性有机粘合剂为水性丙烯酸树脂或改性水性丙烯酸树脂。5.根据权利要求1所述的水溶性陶瓷金属化用AMB法银铜浆料，其特征在于，所述水溶性有机粘合剂由以下质量百分含量的原料制成：水溶性树脂6
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10％，水性防沉剂3
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5％，水80
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90％，水溶性表面活性剂0.05
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0.1％，气硅0.3
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0.5％...

【专利技术属性】
技术研发人员：李岩，陈将俊，高珺，吴博，齐亚军，范宏圆，郭兴楠，刘春静，纪煊，
申请(专利权)人：大连海外华昇电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：