[发明专利]一种陶瓷线路板用活性钎料

说明书

本发明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。

技术领域

本发明涉及陶瓷线路板制造技术领域，特别涉及一种陶瓷线路板用活性钎料。

背景技术

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（Active Metal Brazing，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。

发明内容

为解决背景技术中存在的问题，本发明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。

根据本发明的一个方面，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}=∑W_iα_i;W_i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，α_i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。