一種水溶性陶瓷金屬化用amb法銀銅漿料及其制備方法

技術(shù)領(lǐng)域

1.本發(fā)明涉及一種活性金屬化釬焊銀銅漿料技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，尤其涉及一種水溶性陶瓷金屬化用amb法銀銅漿料及其制備方法。

背景技術(shù)：

2.活性金屬焊銅工藝(amb)是利用釬料中含有的少量活性元素與陶瓷反應(yīng)生成能被液態(tài)釬料潤濕的反應(yīng)層，從而實(shí)現(xiàn)陶瓷與金屬接合的一種方法。通常，先將陶瓷表面印刷活性金屬焊料而后再與無氧銅裝夾后，再在真空釬焊爐中高溫焊接，覆接完畢基板采用類似于pcb板的濕法刻蝕工藝在表面制作電路，最后表面鍍覆制備出性能可靠的產(chǎn)品。

3.amb基板是靠陶瓷與活性金屬焊膏在高溫下進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)結(jié)合，因此，其結(jié)合強(qiáng)度更高，可靠性更好。但是由于該方法成本較高、合適的焊料較少、焊料對于焊接的可靠性影響較大，目前，只有日本幾家公司掌握了高可靠活性金屬焊接技術(shù)。

4.國內(nèi)關(guān)于活性金屬焊料的專利公開的配方列舉如下：

5.中國專利cn102276295a，公開了一種適用于絲網(wǎng)印刷的95％氧化鋁陶瓷金屬化漿料，該漿料是由質(zhì)量分?jǐn)?shù)為mo粉42-63％、mno粉13-20％、al2o3粉13-21％等組成的原料粉末及松油醇、油酸等組成的粘結(jié)劑混合而成；中國專利cn104387118a，公開一種用于釬焊的預(yù)處理材料，特別涉及一種釬焊用氧化鋯陶瓷金屬化漿料配方、制備方法及應(yīng)用，漿料配方以鉑為基料，合理搭配多種無機(jī)和有機(jī)組分，通過較為簡單的研磨混合等操作制成漿料，溶劑選用乙醇、丙酮、辛烯、甲基乙基酮、異丙醇、松油醇等，添加劑為桉葉油、桉葉油醇、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、鄰苯二甲酸二乙酯、聚乙烯醇等；中國專利cn108440023b，公開了一種氧化鋁陶瓷金屬化的方法，該方法所需黏合劑為丁基卡必醇、檸檬酸三丁酯、異丁醇、蓖麻油和醋酸甲酯混合均勻后在48～50℃球磨20～24小時，配制成sa輔助劑；將松油醇和sa輔助劑按重量比混合均勻，于100～110℃預(yù)熱1～1.5小時，配制成松油醇混合溶劑；將乙基纖維素于100～110℃預(yù)熱1～1.5小時；將松油醇混合溶劑與乙基纖維素按重量比在100～110℃環(huán)境下攪拌，混合均勻，過500目篩后密封待用；中國專利cn110524079a，公開了一種用于金屬化陶瓷和金屬零件釬焊的銀銅焊料層制備方法，將銀銅混合粉與有機(jī)粘結(jié)劑混合得到銀銅焊膏，其特征在于，所述有機(jī)粘結(jié)劑為乙基纖維素和松油醇的混合物；中專利cn111153713a，公開了一種陶瓷金屬化漿料及其制備方法和應(yīng)用，所述有機(jī)溶劑為醋酸甲酯、乙酸乙酯、壬稀、環(huán)己酮、環(huán)氧丙烷或者松油醇中的任意一種或幾種，所述有機(jī)添加劑為按葉油、按葉油醇、蓖麻硬化油、亞麻油、橄欖油、已二酸二乙脂、二乙二醇丁醚醋酸脂、甲基纖維素、乙基纖維素、聚乙烯醇或者甲基丙烯酸脂中的任意一種或幾種。

6.綜合來看，上述專利配制的漿料不但氣味較大，還伴隨著揮發(fā)過程，對人體也有一定程度的危害；此外，傳統(tǒng)的ec-松油醇體系對觸變帶來的不利影響也是造成品質(zhì)不穩(wěn)定的重要因素；隨著國家環(huán)保要求越來越高，各地對voc排放標(biāo)準(zhǔn)也水漲船高；一些國際或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)也相繼出臺，如rohs/reach/pohs指令等，對企業(yè)環(huán)保準(zhǔn)入要求越來越高；并且，近年來

原材料價格持續(xù)走高，ec及一些溶劑價格上漲較快，對企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營成本也帶來了很大的壓力，“油”轉(zhuǎn)“水”也日漸提上日程；且作為對未來行業(yè)趨勢的判斷，提前研判、研發(fā)新型漿料也是漿料企業(yè)的應(yīng)有之義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

7.根據(jù)上述提出現(xiàn)有的用于陶瓷與活性金屬接合的焊料存在制備方法成本較高、焊料對于焊接的可靠性影響較大、有機(jī)溶劑揮發(fā)造成空氣及人體損害等技術(shù)問題，而提供一種水溶性陶瓷金屬化用amb法銀銅漿料及其制備方法。本發(fā)明主要是一種以水為溶劑的新型金屬化銀銅漿料，該漿料經(jīng)過絲網(wǎng)印刷、干燥、真空燒結(jié)后能將氮化鋁、氮化硅等陶瓷基板與無氧銅箔通過化學(xué)鍵牢牢地結(jié)合，形成的陶瓷覆銅板具有結(jié)合強(qiáng)度高、翹曲度低、空洞率低、耐冷熱沖擊性能優(yōu)等特點(diǎn)。

8.本發(fā)明采用的技術(shù)手段如下：

9.一種水溶性陶瓷金屬化用amb法銀銅漿料，其特征在于，所述銀銅漿料由以下質(zhì)量百分含量的組分組成：

10.銀銅合金粉或銀包銅粉70-76％，

11.氫化鈦粉體2-6％，

12.水溶性有機(jī)粘合劑18-25％，

13.水性助劑1-4％，

14.金屬添加劑1-6％，

15.其中，各組分的質(zhì)量百分含量之和為100％。

16.進(jìn)一步地，所述銀銅合金粉為球形粉體，平均粒度5.0-7.0μm，振實(shí)密度＞4.9g/cm3，純度＞99％，氧含量＜1％。優(yōu)選ag72cu28成分粉體。

17.進(jìn)一步地，所述銀包銅粉為球形粉體，平均粒度1.0-3.0μm，振實(shí)密度＞3.4g/cm3，純度＞99％，氧含量＜1％。優(yōu)選銀包覆量40％。

18.進(jìn)一步地，所述水溶性有機(jī)粘合劑可選用商用外購的水性丙烯酸樹脂或改性水性丙烯酸樹脂。優(yōu)選帝斯曼、德固薩產(chǎn)相關(guān)水性丙烯酸樹脂類產(chǎn)品。

19.進(jìn)一步地，所述水溶性有機(jī)粘合劑還可以自制，由以下質(zhì)量百分含量的原料制成：水溶性樹脂6-10％，水性防沉劑3-5％，水80-90％，水溶性表面活性劑0.05-0.1％，氣硅0.3-0.5％。

20.進(jìn)一步地，所述水溶性樹脂為水溶性纖維素類，包括甲基纖維素(mc)、甲基羥丙基纖維素(hpmc)、羧甲基纖維素(cmc)、羥乙基纖維素(hec)中的一種或幾種的混合。優(yōu)選陶氏化學(xué)(dow chemical)產(chǎn)相關(guān)產(chǎn)品。

21.水性銀銅漿以水為介質(zhì)，水的表面張力高達(dá)72.5mn/m，較高的表面張力不利于水性鋁漿的消泡，并且降低了漿料對陶瓷基片的潤濕能力和在基片上的展布能力。其結(jié)果往往導(dǎo)致水性漿料性能不良，漿料表面在印刷過程中容易產(chǎn)生氣泡、縮孔、魚眼、針孔等缺陷。因此，水性銀銅漿中需加入一定數(shù)量和種類的助劑以便形成穩(wěn)定、優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品。

22.進(jìn)一步地，所述水性助劑為表面活性劑、消泡劑、流變助劑、分散劑、潤濕劑中的一種或幾種混合。其中，所述表面活性劑為陰離子表面活性劑或是兩性離子表面活性劑，優(yōu)選十二烷基硫酸鈉(sds)、十二烷基苯磺酸鈉(sdbs)、四丁基溴化銨中的一種或幾種的混合。

所述消泡劑為聚硅氧烷類、礦物油類中的一種或兩種，優(yōu)選agitan 315。所述流變助劑(防沉劑)為特殊的酰胺化合物，優(yōu)選帝斯巴隆aqh-800或aq-600；所述分散劑為氨基丙烯酸酯類共聚物、磷酸鹽類、多元酸均聚物中的一種或幾種的混合，優(yōu)選efka-4580。所述潤濕劑為雙胞硅氧烷類表面活性劑或聚醚硅氧烷共聚物，優(yōu)選潤濕劑tego-4000。

23.所述溶劑為高純?nèi)ルx子水。

24.進(jìn)一步地，所述金屬添加劑為鋁硅合金粉、納米錫鉍合金粉、納米錫銅合金粉、納米銦錫合金粉、錫粉、銦粉中的一種或幾種的混合。

25.本發(fā)明還公開了上述水溶性陶瓷金屬化用amb法銀銅漿料的制備方法，其特征在于包括如下步驟：

26.s1、水溶性有機(jī)粘合劑的配制

27.將除部分比例的水和氣硅外的組分按比例稱量，用分散攪拌機(jī)緩慢攪拌5-10min，然后一邊攪拌一邊慢慢加入規(guī)定量的水溶性樹脂，同時加快攪拌機(jī)攪拌速度至溫度升至50-55℃，攪拌15-20min，當(dāng)樹脂完全溶解后加入氣硅和剩余部分的水，攪拌5-10min后趁熱過濾，即得到有機(jī)粘合劑；

28.s2、漿料的配制

29.按預(yù)設(shè)比例稱取銀銅漿料各組分混合，用高速分散攪拌機(jī)攪拌均勻，然后在三輥研磨機(jī)上進(jìn)行研磨，使?jié){料達(dá)到均勻分散狀態(tài)，漿料細(xì)度≤8μm，25℃粘度60-200pa

·

s。

30.較現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

31.相比于傳統(tǒng)溶劑型陶瓷金屬化漿料，本發(fā)明添加的有機(jī)載體為水溶性載體，具有環(huán)保、節(jié)省成本等顯著優(yōu)點(diǎn)；采用焊膏絲網(wǎng)印刷技術(shù)和真空焊接技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了陶瓷基板和銅的良好焊接，通過對燒結(jié)方式和陶瓷基板的特性研究，對金屬添加劑比例和配方精準(zhǔn)優(yōu)化及篩選，實(shí)現(xiàn)了陶瓷基板和銅焊接強(qiáng)度和焊接界面的良好控制，陶瓷覆銅板具有結(jié)合強(qiáng)度高、翹曲度及空洞率低、耐冷熱沖擊性能優(yōu)等特點(diǎn)。

32.本發(fā)明的創(chuàng)新主要體現(xiàn)在：一是采用水溶性體系，真正做到了無voc排放；二是對金屬添加劑比例和配方優(yōu)化及精準(zhǔn)篩選，可以有效降低翹曲度及改善空洞率；三是采用銀包銅粉制備amb漿料。

33.另外，本發(fā)明采用的氣硅及金屬添加劑的膨脹系數(shù)降低，可以有效降低cte差異引起的翹曲。例如，氣硅熱膨脹系數(shù)是0.5

×

10-6

/k，低于氮化硅陶瓷基板熱膨脹系數(shù)2.8-3.1

×

10-6

/k、氮化鋁4.5

×

10-6

/k，能有效降低cte差異及應(yīng)力釋放，降低翹曲度；由于柯肯達(dá)爾效應(yīng)的存在，兩種擴(kuò)散速率不同的金屬在擴(kuò)散過程中不可避免的會形成空洞缺陷，選用的金屬添加劑均為低熔點(diǎn)粉體，在高溫?zé)Y(jié)過程中熔融流平、高溫下黏度降低，有效潤濕焊料及陶瓷基板，起到對空洞的二次填充作用。

34.基于上述理由本發(fā)明可在活性金屬化釬焊銀銅漿料領(lǐng)域廣泛推廣。

附圖說明

35.為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖做以簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

36.圖1為本發(fā)明amb工藝流程圖，圖中，solder coating焊料；copper foil覆銅；brazing釬焊；graphic etching蝕刻；surface treatment表面處理；vacuum sintering真空燒結(jié)。

37.圖2為本發(fā)明氮化硅基材厚度0.1mm，無氧銅箔厚度為0.8mm，印刷不同amb漿料后做超掃得到的空洞率(紅色點(diǎn))分布圖，紅色點(diǎn)越多代表空洞率越高；本圖顯示空洞率接近為0。

38.圖3為本發(fā)明氮化硅基材厚度0.1mm，無氧銅箔厚度為0.8mm，印刷不同amb漿料后做超掃得到的空洞率(紅色點(diǎn))分布圖，本圖顯示空洞率較大。

39.圖4為amb焊料蝕刻及銅箔蝕刻后的相關(guān)圖形，本圖顯示蝕刻無明顯焊料殘留。

40.圖5為amb焊料蝕刻及銅箔蝕刻后的相關(guān)圖形，本圖顯示有蝕刻不凈、焊料殘留的情況。

41.圖6為蝕刻后的圖形做冷熱沖擊后，超掃空洞率對比圖，本圖顯示空洞率較低僅為0.11％。

42.圖7為蝕刻后的圖形做冷熱沖擊后，超掃空洞率對比圖，本圖顯示空洞率較高為0.53％。

具體實(shí)施方式

43.需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。

44.為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。以下對至少一個示例性實(shí)施例的描述實(shí)際上僅僅是說明性的，決不作為對本發(fā)明及其應(yīng)用或使用的任何限制。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

45.需要注意的是，這里所使用的術(shù)語僅是為了描述具體實(shí)施方式，而非意圖限制根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式。如在這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數(shù)形式也意圖包括復(fù)數(shù)形式，此外，還應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)在本說明書中使用術(shù)語“包含”和/或“包括”時，其指明存在特征、步驟、操作、器件、組件和/或它們的組合。

46.本發(fā)明提供了一種水溶性陶瓷金屬化用amb法銀銅漿料，所述銀銅漿料由以下質(zhì)量百分含量的組分組成：

47.銀銅合金粉或銀包銅粉70-76％，所述銀銅合金粉為球形粉體，平均粒度5.0-7.0μm，振實(shí)密度＞4.9g/cm3，純度＞99％，氧含量＜1％。優(yōu)選ag72cu28成分粉體。所述銀包銅粉為球形粉體，平均粒度1.0-3.0μm，振實(shí)密度＞3.4g/cm3，純度＞99％，氧含量＜1％。優(yōu)選銀包覆量40％。

48.氫化鈦粉體2-6％；

49.水溶性有機(jī)粘合劑18-25％，所述水溶性有機(jī)粘合劑可選用商用外購的水性丙烯酸樹脂或改性水性丙烯酸樹脂。優(yōu)選帝斯曼、德固薩產(chǎn)相關(guān)水性丙烯酸樹脂類產(chǎn)品。

50.所述水溶性有機(jī)粘合劑還可以自制，由以下質(zhì)量百分含量的原料制成：水溶性樹

脂6-10％，水性防沉劑3-5％，水80-90％，水溶性表面活性劑0.05-0.1％，氣硅0.3-0.5％。所述水溶性樹脂為水溶性纖維素類，包括甲基纖維素(mc)、甲基羥丙基纖維素(hpmc)、羧甲基纖維素(cmc)、羥乙基纖維素(hec)中的一種或幾種的混合。優(yōu)選陶氏化學(xué)(dow chemical)產(chǎn)相關(guān)產(chǎn)品。所述溶劑水為高純?nèi)ルx子水。

51.水性助劑1-4％；所述水性助劑為表面活性劑、消泡劑、流變助劑、分散劑、潤濕劑中的一種或幾種混合。其中，所述表面活性劑為陰離子表面活性劑或是兩性離子表面活性劑，優(yōu)選十二烷基硫酸鈉(sds)、十二烷基苯磺酸鈉(sdbs)、四丁基溴化銨中的一種或幾種的混合。所述消泡劑為聚硅氧烷類、礦物油類中的一種或兩種，優(yōu)選agitan 315。所述流變助劑(防沉劑)為特殊的酰胺化合物，優(yōu)選帝斯巴隆aqh-800或aq-600；所述分散劑為氨基丙烯酸酯類共聚物、磷酸鹽類、多元酸均聚物中的一種或幾種的混合，優(yōu)選efka-4580。所述潤濕劑為雙胞硅氧烷類表面活性劑或聚醚硅氧烷共聚物，優(yōu)選潤濕劑tego-4000。相應(yīng)地，在制備水溶性有機(jī)粘合劑的時候，選用的水性防沉劑、水溶性表面活性劑時，也可在上述物質(zhì)中選取。

52.金屬添加劑1-6％，所述金屬添加劑為鋁硅合金粉、納米錫鉍合金粉、納米錫銅合金粉、納米銦錫合金粉、錫粉、銦粉中的一種或幾種的混合。

53.其中，各組分的質(zhì)量百分含量之和為100％。

54.本發(fā)明還公開了上述水溶性陶瓷金屬化用amb法銀銅漿料的制備方法，包括如下步驟：

55.s1、水溶性有機(jī)粘合劑的配制

56.將除部分比例的水和氣硅外的組分按比例稱量，用分散攪拌機(jī)緩慢攪拌5-10min，然后一邊攪拌一邊慢慢加入規(guī)定量的水溶性樹脂，同時加快攪拌機(jī)攪拌速度至溫度升至50-55℃，攪拌15-20min，當(dāng)樹脂完全溶解后加入氣硅和剩余部分的水，攪拌5-10min后趁熱過濾，即得到有機(jī)粘合劑；

57.s2、漿料的配制

58.按預(yù)設(shè)比例稱取銀銅漿料各組分混合，用高速分散攪拌機(jī)攪拌均勻，然后在三輥研磨機(jī)上進(jìn)行研磨，使?jié){料達(dá)到均勻分散狀態(tài)，漿料細(xì)度≤8μm，25℃粘度60-200pa

·

s。

59.實(shí)施例1

60.本發(fā)明提供了一種水溶性陶瓷金屬化用銀銅漿料及其制備方法，具體制備步驟如下：

61.1)制備水溶性有機(jī)粘合劑

62.稱取流變助劑(水性防沉劑)aq-600 3份、去離子水74.5份、表面活性劑sds 0.1份，用葉片式高速分散攪拌機(jī)以低速(600-800rpm/min)攪拌5-10min，隨后邊攪拌邊加入水溶性樹脂hec 6份，提升轉(zhuǎn)速至2500-3000rpm/min，在此期間，應(yīng)體系的粘度急劇上升、溫度也會上升至50-55℃，保持此溫度繼續(xù)攪拌10-15min，隨后加入去離子水16份，氣相二氧化硅0.4份，繼續(xù)以此轉(zhuǎn)速分散5min后趁熱過濾，即得到有機(jī)粘合劑，命名為og-1。

63.2)制備amb漿料

64.稱取銀銅合金粉71份，水溶性有機(jī)粘合劑og-1 24份，氫化鈦粉體2.0份，金屬氧化物納米錫鉍合金粉1.4份、硅鋁合金粉0.5份，分散劑efka-45800.5份，潤濕劑tego-4000 0.5份，消泡劑agitan-315 0.1份，分散機(jī)攪拌10-15min后，用三輥機(jī)研磨3-4遍，得到細(xì)度

＜15μm、粘度150

±

50pa

·

s的水性陶瓷金屬化用銀銅漿料。

65.實(shí)施例2

66.本發(fā)明提供了一種水溶性陶瓷金屬化用銀銅漿料及其制備方法，具體制備步驟如下：

67.1)制備水溶性有機(jī)粘合劑

68.稱取流變助劑aq-600 4份、去離子水76.5份、表面活性劑sdbs 0.1份，用葉片式高速分散攪拌機(jī)以低速(600-800rpm/min)攪拌5-10min，隨后邊攪拌邊加入水溶性樹脂hec 6份、hpmc 2份，提升轉(zhuǎn)速至2500-3000rpm/min，在此期間，應(yīng)體系的粘度急劇上升、溫度也會上升至50-55℃，保持此溫度繼續(xù)攪拌10-15min，隨后加入去離子水11份，氣相二氧化硅0.4份，繼續(xù)以此轉(zhuǎn)速分散5min后趁熱過濾，即得到有機(jī)粘合劑，命名為og-2。

69.2)制備amb漿料

70.稱取銀銅合金粉74份，水溶性有機(jī)粘合劑og-2 18份，氫化鈦粉體5份，金屬氧化物納米錫銅合金粉0.6份、錫粉0.2份、銦粉0.2份，分散劑efka-45800.5份，潤濕劑tego-4000 0.5份，消泡劑agitan-315 0.1份，去離子水0.9份，分散機(jī)攪拌10-15min后，用三輥機(jī)研磨3-4遍，得到細(xì)度＜15μm、粘度150

±

50pa

·

s的水性陶瓷金屬化用銀銅漿料。

71.實(shí)施例3

72.本發(fā)明提供了一種水溶性陶瓷金屬化用銀銅漿料及其制備方法，具體制備步驟如下：

73.1)制備水溶性有機(jī)粘合劑

74.稱取流變助劑aqh-800 5份、去離子水76.5份、表面活性劑四丁基溴化銨0.05份，用葉片式高速分散攪拌機(jī)以低速(600-800rpm/min)攪拌5-10min，隨后邊攪拌邊加入水溶性樹脂hec 4份、hpmc 2份、mc 2份，提升轉(zhuǎn)速至2500-3000rpm/min，在此期間，應(yīng)體系的粘度急劇上升、溫度也會上升至50-55℃，保持此溫度繼續(xù)攪拌10-15min，隨后加入去離子水10份，氣相二氧化硅0.45份，繼續(xù)以此轉(zhuǎn)速分散5min后趁熱過濾，即得到有機(jī)粘合劑，命名為og-3。

75.2)制備amb漿料

76.稱取銀包銅粉71.2份，有機(jī)粘合劑og-3 22份，氫化鈦粉體3.5份，錫銦合金粉0.7份、錫銅合金粉0.5份，分散劑efka-4580 0.4份，潤濕劑tego-4000 0.6份，消泡劑agitan-315 0.1份，去離子水1.0份，分散機(jī)攪拌10-15min后，用三輥機(jī)研磨3-4遍，得到細(xì)度＜15μm、粘度150

±

50pa

·

s的水性陶瓷金屬化用銀銅漿料。

77.實(shí)施例4

78.制備amb漿料

79.稱取銀銅合金粉76份，外購水性丙烯酸樹脂21份，氫化鈦粉體2份，錫鉍合金粉0.5份，錫粉0.5份，消泡劑agitan-315 0.1份，分散機(jī)攪拌10-15min后，用三輥機(jī)研磨3-4遍，得到細(xì)度＜15μm、粘度150

±

50pa

·

s的水性陶瓷金屬化用銀銅漿料。

80.對比例1

81.在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，制備amb漿料時，去掉鋁硅合金粉0.5份，將其份量轉(zhuǎn)移至og-1(24份

→

24.5份)，其余保持不變。

82.對比例2

83.在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，制備amb漿料時，去掉納米錫銅合金粉0.6份，將其份量轉(zhuǎn)移至og-1(18份

→

18.6份)，其余保持不變。

84.對比例3

85.在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，制備amb漿料時，去掉錫銦合金粉0.7份，將其份量轉(zhuǎn)移至og-1(22份

→

22.7份)，其余保持不變。

86.表1.配方組分用料表

87.[0088][0089]

將表1中配制的陶瓷金屬化(amb)銀銅漿料進(jìn)行性能測試，內(nèi)容如下：氮化硅基材厚度1mm，無氧銅箔厚度0.8mm。(如圖1所示)

[0090]

(1)外觀：目測，觀察是否有爬銀、焊接不良、色差等；

[0091]

(2)空洞率：超聲掃描儀，德國pva，am300型；

[0092]

(3)垂直剝離強(qiáng)度：3mm銅箔，東莞邁科，mk-bl-x拉力計(jì)；

[0093]

(4)快速冷熱沖擊性能：加熱爐0-400℃，統(tǒng)計(jì)陶瓷基板開始出現(xiàn)碎裂時的次數(shù)；

[0094]

(5)焊料蝕刻：特制蝕刻液，觀察有無殘留；

[0095]

(6)翹曲度：塞尺，mm；

[0096]

測試結(jié)果列于下表2：

[0097][0098]

綜上，本發(fā)明制備的水溶性陶瓷金屬化用銀銅漿料，表面狀態(tài)良好，孔洞率低于0.4％，垂直剝離強(qiáng)度大于等于11n，快速冷熱沖擊次數(shù)大于等于75次，焊料蝕刻性能無殘留，翹曲度小于等于0.2mm。本發(fā)明的配方實(shí)現(xiàn)了陶瓷基板和銅焊接強(qiáng)度和焊接界面的良好控制，陶瓷覆銅板具有結(jié)合強(qiáng)度高、翹曲度及空洞率低、耐冷熱沖擊性能優(yōu)等特點(diǎn)(如圖2-圖7所示)。

[0099]

最后應(yīng)說明的是：以上各實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。技術(shù)特征：

1.一種水溶性陶瓷金屬化用amb法銀銅漿料，其特征在于，所述銀銅漿料由以下質(zhì)量百分含量的組分組成：銀銅合金粉或銀包銅粉70-76％，氫化鈦粉體2-6％，水溶性有機(jī)粘合劑18-25％，水性助劑1-4％，金屬添加劑1-6％，其中，各組分的質(zhì)量百分含量之和為100％。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水溶性陶瓷金屬化用amb法銀銅漿料，其特征在于，所述銀銅合金粉為球形粉體，平均粒度5.0-7.0μm，振實(shí)密度＞4.9g/cm3，純度＞99％，氧含量＜1％。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水溶性陶瓷金屬化用amb法銀銅漿料，其特征在于，所述銀包銅粉為球形粉體，平均粒度1.0-3.0μm，振實(shí)密度＞3.4g/cm3，純度＞99％，氧含量＜1％。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水溶性陶瓷金屬化用amb法銀銅漿料，其特征在于，所述水溶性有機(jī)粘合劑為水性丙烯酸樹脂或改性水性丙烯酸樹脂。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水溶性陶瓷金屬化用amb法銀銅漿料，其特征在于，所述水溶性有機(jī)粘合劑由以下質(zhì)量百分含量的原料制成：水溶性樹脂6-10％，水性防沉劑3-5％，水80-90％，水溶性表面活性劑0.05-0.1％，氣硅0.3-0.5％。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的水溶性陶瓷金屬化用amb法銀銅漿料，其特征在于，所述水溶性樹脂為水溶性纖維素類，包括甲基纖維素、甲基羥丙基纖維素、羧甲基纖維素、羥乙基纖維素中的一種或幾種的混合。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水溶性陶瓷金屬化用amb法銀銅漿料，其特征在于，所述水性助劑為表面活性劑、消泡劑、流變助劑、分散劑、潤濕劑中的一種或幾種混合。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水溶性陶瓷金屬化用amb法銀銅漿料，其特征在于，所述金屬添加劑為鋁硅合金粉、納米錫鉍合金粉、納米錫銅合金粉、納米銦錫合金粉、錫粉、銦粉中的一種或幾種的混合。9.一種如權(quán)利要求1-8任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的水溶性陶瓷金屬化用amb法銀銅漿料的制備方法，其特征在于包括如下步驟：s1、水溶性有機(jī)粘合劑的配制將除部分比例的水和氣硅外的組分按比例稱量，用分散攪拌機(jī)緩慢攪拌5-10min，然后一邊攪拌一邊慢慢加入規(guī)定量的水溶性樹脂，同時加快攪拌機(jī)攪拌速度至溫度升至50-55℃，攪拌15-20min，當(dāng)樹脂完全溶解后加入氣硅和剩余部分的水，攪拌5-10min后趁熱過濾，即得到有機(jī)粘合劑；s2、漿料的配制按預(yù)設(shè)比例稱取銀銅漿料各組分混合，用高速分散攪拌機(jī)攪拌均勻，然后在三輥研磨機(jī)上進(jìn)行研磨，使?jié){料達(dá)到均勻分散狀態(tài)，漿料細(xì)度≤8μm，25℃粘度60-200pa

·

s。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明提供一種水溶性陶瓷金屬化用AMB法銀銅漿料及其制備方法，所述銀銅漿料由以下質(zhì)量百分含量的組分組成：銀銅合金粉或銀包銅粉70-76％，氫化鈦粉體2-6％，水溶性有機(jī)粘合劑18-25％，水性助劑1-4％，金屬添加劑1-6％，其中，各組分的質(zhì)量百分含量之和為100％。制備方法是將各組分原料按配比混合，充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆蚝蠼?jīng)三輥研磨機(jī)研磨至細(xì)度≤8μm。本發(fā)明采用水溶性有機(jī)粘合劑替代傳統(tǒng)溶劑型陶瓷金屬化漿料，具有環(huán)保、節(jié)省成本等顯著優(yōu)點(diǎn)；該漿料采用焊膏絲網(wǎng)印刷技術(shù)和真空焊接技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了陶瓷基板和銅焊接強(qiáng)度和焊接界面的良好控制，陶瓷覆銅板具有結(jié)合強(qiáng)度高、翹曲度及空洞率低、耐冷熱沖擊性能優(yōu)等特點(diǎn)。耐冷熱沖擊性能優(yōu)等特點(diǎn)。耐冷熱沖擊性能優(yōu)等特點(diǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：李巖 陳將俊 高珺 吳博 齊亞軍 范宏圓 郭興楠 劉春靜 紀(jì)煊

受保護(hù)的技術(shù)使用者：大連海外華昇電子科技有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2021.12.30

技術(shù)公布日：2022/3/25