一种陶瓷覆铜基板用金属钎焊活性钎料及其制作工艺的制作方法

    专利2022-07-07  134


    本发明涉及陶瓷基板技术领域,具体是一种陶瓷覆铜基板用金属钎焊活性钎料及其制作工艺。



    背景技术:

    覆铜陶瓷又叫覆铜陶瓷基板,是使用dcb技术将铜箔直接烧结在陶瓷表面而制成的一种电子基础材料。覆铜陶瓷基板具有极好的热循环性、形状稳定、刚性好、导热率高、可靠性高,覆铜面可以刻蚀出各种图形的特点,并且它是一种无污染、无公害的绿色产品,使用温度相当广泛,可以从-55℃~850℃,热膨胀系数接近于硅,其应用领域十分广泛:可用于半导体致冷器、电子加热器,大功率电力半导体模块,功率控制电路、功率混合电路、智能功率组件,高频开关电源、固态继电器,汽车电子、航天航空及军用电子组件,太阳能电池板组件,电讯专用交换机、接收系统,激光等多项工业电子领域。

    现有的银基钎焊金刚石在使用时,由于内含有大量的金银材料,造价成本较高,实际运用价值较差。因此,本发明提供了一种陶瓷覆铜基板用金属钎焊活性钎料及其制作工艺,以解决上述提出的问题。



    技术实现要素:

    本发明的目的在于提供一种陶瓷覆铜基板用金属钎焊活性钎料及其制作工艺,以解决上述背景技术中提出的问题。

    为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:

    一种陶瓷覆铜基板用金属钎焊活性钎料,包括基板本体、铜层和复合钎料层,所述基板本体上端设有铜层,铜层上端设有复合钎料层。

    作为本发明进一步的方案:一种活性钎料,所述活性钎料具体由以下材料组成:铜、钡、钙、镁、钠、钛组成。

    作为本发明再进一步的方案:所述活性钎料的质量具体由以下质量组成:铜60%-80%、钡1%-5%、钙5%-10%、镁3%-7%、钠4%-9%、钛8%-15%。

    作为本发明再进一步的方案:所述活性钎料的质量具体由以下质量组成:铜67%、钡3%、钙8%、镁5%、钠7%、钛10%。

    作为本发明再进一步的方案:

    所述活性钎料的制造工艺具体步骤如下:

    第一步、按比例称取将铜、钡、钙、镁、钠、钛备用,将铜、钡、钙、镁、钠、钛材料置入粉碎机中进行粉碎,得到铜粉、钡粉、钙粉、镁粉、钠粉、钛粉;

    第二步、将第一步中得到的铜粉、镁粉置入真空坩埚中,加热到1500-1700度,使铜粉和镁粉混合熔炼;

    第三步、将第二步中得到的铜粉、镁粉混合物静置冷却,再在坩埚内加入钙粉和钛粉,继续加热至1200-1300度,降温到150-200度;

    第四步、最后在第三步中的坩埚内加入钠粉,继续加热到400-600度,将得到的合金注入到模具内,得到活性钎料。

    作为本发明再进一步的方案:所述第二步中,真空坩埚内加热的时间为0.5小时。

    作为本发明再进一步的方案:所述第三步中,铜粉、镁粉混合物静置冷却的温度为500-600度。

    作为本发明再进一步的方案:所述第三步中,加入钙粉和钛粉的间隔时间为1-1.5小时。

    作为本发明再进一步的方案:所述第四步中,坩埚内加入钠粉加热的时间为2-3小时。

    作为本发明再进一步的方案:所述活性钎料用于制作陶瓷覆铜基板。

    与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明避免了使用金、银材料,节约了成本,从而具有一定的运用价值。

    附图说明

    图1为一种陶瓷覆铜基板的结构示意图。

    图中:1、基板本体;2、铜层;3、复合活性钎料层。

    具体实施方式

    下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

    实施例一

    请参阅图1,本发明实施例中,一种陶瓷覆铜基板,包括基板本体1、铜层2和复合活性钎料层3,所述基板本体1上端设有铜层2,铜层2上端设有复合活性钎料层3。

    一种活性钎料,所述活性钎料具体由以下材料组成:铜、钡、钙、镁、钠、钛组成。

    所述活性钎料的质量具体由以下质量组成:铜60%-80%、钡1%-5%、钙5%-10%、镁3%-7%、钠4%-9%、钛8%-15%。

    所述活性钎料的质量具体由以下质量组成:铜67%、钡3%、钙8%、镁5%、钠7%、钛10%,所述活性钎料用于陶瓷覆铜基板。

    所述活性钎料的制造工艺具体步骤如下:

    第一步、按比例称取将铜、钡、钙、镁、钠、钛备用,将铜、钡、钙、镁、钠、钛材料置入粉碎机中进行粉碎,得到铜粉、钡粉、钙粉、镁粉、钠粉、钛粉;

    第二步、将第一步中得到的铜粉、镁粉置入真空坩埚中,加热到1500度,使铜粉和镁粉混合熔炼,所述真空坩埚内加热的时间为0.5小时;

    第三步、将第二步中得到的铜粉、镁粉混合物静置冷却,再在坩埚内加入钙粉和钛粉,继续加热至1200度,降温到150度,所述铜粉、镁粉混合物静置冷却的温度为500度,所述加入钙粉和钛粉的间隔时间为1小时;

    第四步、最后在第三步中的坩埚内加入钠粉,继续加热到400度,将得到的合金注入到模具内,得到活性钎料,所述坩埚内加入钠粉加热的时间为2小时。

    实施例二

    请参阅图1,本发明实施例中,一种陶瓷覆铜基板,包括基板本体1、铜层2和复合活性钎料层3,所述基板本体1上端设有铜层2,铜层2上端设有复合活性钎料层3。

    一种活性钎料,所述活性钎料具体由以下材料组成:铜、钡、钙、镁、钠、钛组成。

    所述活性钎料的质量具体由以下质量组成:铜60%-80%、钡1%-5%、钙5%-10%、镁3%-7%、钠4%-9%、钛8%-15%。

    所述活性钎料的质量具体由以下质量组成:铜67%、钡3%、钙8%、镁5%、钠7%、钛10%,所述活性钎料用于陶瓷覆铜基板。

    所述活性钎料的制造工艺具体步骤如下:

    第一步、按比例称取将铜、钡、钙、镁、钠、钛备用,将铜、钡、钙、镁、钠、钛材料置入粉碎机中进行粉碎,得到铜粉、钡粉、钙粉、镁粉、钠粉、钛粉;

    第二步、将第一步中得到的铜粉、镁粉置入真空坩埚中,加热到1700度,使铜粉和镁粉混合熔炼,所述真空坩埚内加热的时间为0.5小时;

    第三步、将第二步中得到的铜粉、镁粉混合物静置冷却,再在坩埚内加入钙粉和钛粉,继续加热至1300度,降温到200度,所述铜粉、镁粉混合物静置冷却的温度为600度,所述加入钙粉和钛粉的间隔时间为1.5小时;

    第四步、最后在第三步中的坩埚内加入钠粉,继续加热到600度,将得到的合金注入到模具内,得到活性钎料,所述坩埚内加入钠粉加热的时间为3小时。

    实施例三

    请参阅图1,本发明实施例中,一种陶瓷覆铜基板,包括基板本体1、铜层2和复合活性钎料层3,所述基板本体1上端设有铜层2,铜层2上端设有复合活性钎料层3。

    一种活性钎料,所述活性钎料具体由以下材料组成:铜、钡、钙、镁、钠、钛组成。

    所述活性钎料的质量具体由以下质量组成:铜60%-80%、钡1%-5%、钙5%-10%、镁3%-7%、钠4%-9%、钛8%-15%。

    所述活性钎料的质量具体由以下质量组成:铜67%、钡3%、钙8%、镁5%、钠7%、钛10%,所述活性钎料用于陶瓷覆铜基板。

    所述活性钎料的制造工艺具体步骤如下:

    第一步、按比例称取将铜、钡、钙、镁、钠、钛备用,将铜、钡、钙、镁、钠、钛材料置入粉碎机中进行粉碎,得到铜粉、钡粉、钙粉、镁粉、钠粉、钛粉;

    第二步、将第一步中得到的铜粉、镁粉置入真空坩埚中,加热到1600度,使铜粉和镁粉混合熔炼,所述真空坩埚内加热的时间为0.5小时;

    第三步、将第二步中得到的铜粉、镁粉混合物静置冷却,再在坩埚内加入钙粉和钛粉,继续加热至1150度,降温到170度,所述铜粉、镁粉混合物静置冷却的温度为550度,所述加入钙粉和钛粉的间隔时间为1.25小时;

    第四步、最后在第三步中的坩埚内加入钠粉,继续加热到500度,将得到的合金注入到模具内,得到活性钎料,所述坩埚内加入钠粉加热的时间为2.5小时。

    以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。


    技术特征:

    1.一种陶瓷覆铜基板,包括基板本体(1)、铜层(2)和复合活性钎料层(3),其特征在于,所述基板本体(1)上端设有铜层(2),铜层(2)上端设有复合活性钎料层(3)。

    2.一种活性钎料,制备如权利要求1所述的一种陶瓷覆铜基板中的复合钎料层,其特征在于,所述活性钎料具体由以下材料组成:铜、钡、钙、镁、钠、钛组成。

    3.如根据权利要求2所述的一种活性钎料,其特征在于,所述活性钎料的质量具体由以下质量组成:铜60%-80%、钡1%-5%、钙5%-10%、镁3%-7%、钠4%-9%、钛8%-15%。

    4.如根据权利要求2所述的一种活性钎料,其特征在于,所述活性钎料的质量具体由以下质量组成:铜67%、钡3%、钙8%、镁5%、钠7%、钛10%。

    5.如根据权利要求2所述的一种活性钎料,其特征在于,所述活性钎料用于制作陶瓷覆铜基板。

    6.一种活性钎料的制作工艺,制作如根据权利要求2-5中任一项所述的活性钎料,其特征在于,具体步骤如下:

    第一步、按比例称取将铜、钡、钙、镁、钠、钛备用,将铜、钡、钙、镁、钠、钛材料置入粉碎机中进行粉碎,得到铜粉、钡粉、钙粉、镁粉、钠粉、钛粉;

    第二步、将第一步中得到的铜粉、镁粉置入真空坩埚中,加热到1500-1700度,使铜粉和镁粉混合熔炼;

    第三步、将第二步中得到的铜粉、镁粉混合物静置冷却,再在坩埚内加入钙粉和钛粉,继续加热至1200-1300度,降温到150-200度;

    第四步、最后在第三步中的坩埚内加入钠粉,继续加热到400-600度,将得到的合金注入到模具内,得到活性钎料。

    7.如根据权利要求6所述的活性钎料的制作工艺,其特征在于,所述第二步中,真空坩埚内加热的时间为0.5小时。

    8.如根据权利要求6所述的活性钎料的制作工艺,其特征在于,所述第三步中,铜粉、镁粉混合物静置冷却的温度为500-600度。

    9.如根据权利要求6所述的活性钎料的制作工艺,其特征在于,所述第三步中,加入钙粉和钛粉的间隔时间为1-1.5小时。

    10.如根据权利要求6所述的活性钎料的制作工艺,其特征在于,所述第四步中,坩埚内加入钠粉加热的时间为2-3小时。

    技术总结
    本发明公开了一种陶瓷覆铜基板用金属钎焊活性钎料及其制作工艺,包括基板本体、铜层和复合钎料层,所述基板本体上端设有铜层,铜层上端设有复合钎料层,复合钎料层用活性钎料制备,所述活性钎料具体由以下材料组成:铜、钡、钙、镁、钠、钛组成,所述活性钎料的质量具体由以下质量组成:铜60%‑80%、钡1%‑5%、钙5%‑10%、镁3%‑7%、钠4%‑9%、钛8%‑15%。本发明避免了使用金、银材料,节约了成本,从而具有一定的运用价值。

    技术研发人员:康丁华
    受保护的技术使用者:娄底市安地亚斯电子陶瓷有限公司
    技术研发日:2020.11.13
    技术公布日:2021.03.12

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