本发明专利技术公开了一种复合钎料、复合钎料焊膏及制备方法、氮化铝覆铜陶瓷及制备方法，复合钎料包括以下质量百分比的组分：60wt.％～75wt.％的银、20wt.％～30wt.％的铜、3.0wt.％～4.5wt.％的钛和0.5wt.％～5.0wt.％的氮化铝晶须；银、铜、钛和氮化铝晶须的质量比为(60～75)：(20～30)：(3.0～4.5)：(0.5～5.0)。通过氮化铝晶须在复合钎料中的增强增韧作用，以及其在氮化铝陶瓷基体与金属铜之间的钉扎作用，减少钎焊接合处的残余应力，显著改善了钎焊接头的物理性能及力学性能；并且添加活性元素钛，增加了复合钎料活性，提高钎焊过程中复合钎料与氮化铝陶瓷基体的润湿性。钎料与氮化铝陶瓷基体的润湿性。
【技术实现步骤摘要】
复合钎料、复合钎料焊膏及制备方法、氮化铝覆铜陶瓷及制备方法
[0001]本专利技术涉及陶瓷
，更具体地，涉及一种复合钎料、复合钎料焊膏及制备方法、氮化铝覆铜陶瓷及制备方法。
技术介绍
[0002]随着以半导体技术为核心技术的航空航天、电力电子、先进能源和先进装备制造等领域技术的发展，使得对功率器件封装材料的耐高温性能提出了更高的要求。其中，陶瓷材料由于具有优异的化学稳定性、耐腐蚀性、热导率、绝缘特性以及与半导体材料相近的热膨胀系数等优势，成为了高温功率器件封装材料的主要选择。
[0003]其中，氮化铝陶瓷相比氧化铝陶瓷和碳化硅陶瓷拥有更高的热导率，较低的介电常数以及热膨胀系数与硅相近，可以满足高温功率器件的封装要求。并且铜具有高导电性和优异的焊接性能，能刻蚀出多种形状的电路图形。故而，氮化铝覆铜陶瓷构成了高温功率器件封装的首选材料。
[0004]但氮化铝陶瓷和铜的热膨胀系数相差较大，在降温的过程中，由于二者的变形量不同，导致产生较大的残余应力，从而影响了钎焊接头的力学性能。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种能够减少钎焊接合处的残余应力，显著改善钎焊接头的物理性能及力学性能的复合钎料、复合钎料焊膏及制备方法、氮化铝覆铜陶瓷及制备方法。
[0006]为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：
[0007]一种复合钎料，包括以下质量百分比的组分：
[0008]60wt.％～75wt.％的银、20wt.％～30wt.％的铜、3.0wt.％～4.5wt.％的钛和0.5wt.％～5.0wt.％的氮化铝晶须；所述银、所述铜、所述钛和所述氮化铝晶须的质量比为(60～75)：(20～30)：(3.0～4.5)：(0.5～5.0)。
[0009]本专利技术还提供了一种复合钎料焊膏，包括以下质量比的组分：
[0010]85wt.％～95wt.％的复合钎料和5wt.％～15wt.％的粘接剂；所述复合钎料为如上述的复合钎料；所述复合钎料和所述粘接剂的质量比为(85～95):(5～15)。
[0011]本专利技术还提供了一种复合钎料焊膏的制备方法，包括以下步骤：
[0012]提供以下质量份数的组分：85wt.％～95wt.％的复合钎料和5wt.％～15wt.％的粘接剂，所述复合钎料和所述粘接剂的质量比为(85～95):(5～15)；将所述复合钎料与所述粘接剂混合进行搅拌，得到所述复合钎料焊膏；所述复合钎料为如上述的复合钎料。
[0013]本专利技术还提供了一种氮化铝覆铜陶瓷，包括氮化铝陶瓷基体、复合钎料焊膏和金属铜，所述复合钎料焊膏设置于所述氮化铝陶瓷基体和所述金属铜之间，所述复合钎料焊膏用于粘结所述氮化铝陶瓷基体和所述金属铜；所述复合钎料焊膏为如上述的复合钎料焊
膏，或如上述的复合钎料焊膏的制备方法制得。
[0014]本专利技术还提供了一种氮化铝覆铜陶瓷的制备方法，包括以下步骤：
[0015]将复合钎料焊膏涂覆至氮化铝陶瓷基体表面，形成焊膏层；所述复合钎料焊膏为如上述的复合钎料焊膏，或如上述的复合钎料焊膏的制备方法制得；
[0016]将金属铜覆盖至所述焊膏层的表面，得到焊接试样；
[0017]将所述焊接试样进行真空钎焊，得到所述氮化铝覆铜陶瓷。
[0018]实施本专利技术实施例，将具有如下有益效果：
[0019]本专利技术实施例通过利用氮化铝晶须在复合钎料中的增强增韧作用，以及其在氮化铝陶瓷与金属铜之间的钉扎作用，制备高强度的氮化铝晶须增强氮化铝覆铜陶瓷，减少钎焊接合处的残余应力，显著改善了钎焊接头的物理性能及力学性能。
具体实施方式
[0020]下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0021]本专利技术公开了一种复合钎料，包括以下质量百分比的组分：60wt.％～75wt.％的银、20wt.％～30wt.％的铜、3.0wt.％～4.5wt.％的钛和0.5wt.％～5.0wt.％的氮化铝晶须；银、铜、钛和氮化铝晶须的质量比为(60～75)：(20～30)：(3.0～4.5)：(0.5～5.0)。
[0022]具体的，通过银、铜、钛和氮化铝晶须制备的复合钎料对氮化铝陶瓷基体与金属铜进行连接，从而得到高强度的氮化铝覆铜陶瓷。其中，氮化铝晶须具有优良的耐高热、耐高温、耐腐蚀性能，同时也有良好的电绝缘性、轻质量、高强度、高硬度、高弹性模量等优势。因此，通过氮化铝晶须在复合钎料中的增强增韧作用，以及其在氮化铝陶瓷基体与金属铜之间的钉扎作用，减少钎焊接合处的残余应力，显著改善了钎焊接头的物理性能及力学性能；并且添加活性元素钛，增加了复合钎料活性，提高钎焊过程中复合钎料与氮化铝陶瓷基体的润湿性。
[0023]在一具体实施例中，银的粒度为100目～600目。
[0024]在一具体实施例中，银的粒度包括但不限于100目、200目、300目、400目、500目、600目等。
[0025]在一具体实施例中，铜的粒度为100目～600目。
[0026]在一具体实施例中，铜的粒度包括但不限于100目、200目、300目、400目、500目、600目等。
[0027]在一具体实施例中，钛的粒度为100目～600目。
[0028]在一具体实施例中，钛的粒度包括但不限于100目、200目、300目、400目、500目、600目等。
[0029]具体的，采用银、铜和钛之间的粒度配合，从而实现对氮化铝陶瓷基体的良好润湿。
[0030]在一具体实施例中，氮化铝晶须的直径为40nm～600nm；
[0031]在一具体实施例中，氮化铝晶须的直径包括但不限于40nm、100nm、200nm、300nm、
400nm、500nm、600nm等。
[0032]在一具体实施例中，氮化铝晶须的长度为500nm～4μm。
[0033]在一具体实施例中，氮化铝晶须的长度包括但不限于500nm、800nm、1μm、2μm、3μm、4μm等。
[0034]具体的，长径比合适的氮化铝晶须可充分分散，避免团聚。
[0035]在一具体实施例中，复合钎料的制备方法包括以下过程：
[0036]1)提供以下质量百分比的组分：60wt.％～75wt.％的银、20wt.％～30wt.％的铜、3.0wt.％～4.5wt.％的钛和0.5wt.％～5.0wt.％的氮化铝晶须；银、铜、钛和氮化铝晶须的质量比为(60～75)：(20～30)：(3.0～4.5)：(0.5～5.0)；
[0037]2)将银、铜、钛和氮化铝晶须混合研磨后进行真空干燥，得到复合钎料。
[0038]在一具体实施例中，研磨的时间为0.5h～3h本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种复合钎料，其特征在于，包括以下质量百分比的组分：60wt.％～75wt.％的银、20wt.％～30wt.％的铜、3.0wt.％～4.5wt.％的钛和0.5wt.％～5.0wt.％的氮化铝晶须；所述银、所述铜、所述钛和所述氮化铝晶须的质量比为(60～75)：(20～30)：(3.0～4.5)：(0.5～5.0)。2.根据权利要求1所述的复合钎料，其特征在于，所述银的粒度为100目～600目；所述铜的粒度为100目～600目；所述钛的粒度为100目～600目；所述氮化铝晶须的直径为40nm～600nm；所述氮化铝晶须的长度为500nm～4μm。3.一种复合钎料焊膏，其特征在于，包括以下质量比的组分：85wt.％～95wt.％的复合钎料和5wt.％～15wt.％的粘接剂；所述复合钎料为如权利要求1
‑
2中任意一项所述的复合钎料；所述复合钎料和所述粘接剂的质量比为(85～95):(5～15)。4.根据权利要求3所述的复合钎料焊膏，其特征在于，所述粘接剂包括以下质量份数的组分：1份～3份的高分子聚合物、1份～9份的溶剂、1份～6份的增塑剂和4份～27份的添加剂。5.根据权利要求4所述的复合钎料焊膏，其特征在于，所述高分子聚合物包括聚乙烯、聚丙烯、聚异丁烯中的一种或两种以上；所述溶剂包括松节油透醇和二乙二醇丁醚醋酸酯中的一种或两种；所述增塑剂包括邻苯二甲酸二丁酯和癸二酸二丁酯中的一种或两种；所述添加剂包括氢化蓖麻油、三乙醇胺、乙二酸和植物油酸中的一种或两种以上。6.一种复合钎料焊膏的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：提供以下质量份数的组分：85wt.％～95wt.％的复合钎料和5wt.％～15wt.％的粘接剂，所述复合钎料和所述粘接剂的质量比为(85～95):(5～15)；将所述复合钎料与所述粘接剂混合进行搅拌，得...
【专利技术属性】
技术研发人员：秦胜妍，刘波波，屈军毅，
申请(专利权)人：深圳市立洋光电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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