活性金属钎料
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什么是“活性金属钎料”？
活性金属钎料是一种特殊的钎焊填充金属，能够牢固地连接陶瓷、碳等非金属材料。它们适用于真空环境下的高温连接，广泛应用于对可靠性要求高的应用领域，例如功率半导体、传感器和航空航天工业。
可以接合各种陶瓷。
各种陶瓷，无论是氧化物陶瓷还是氮化物陶瓷，都可以在不进行金属化的情况下进行钎焊。
我们还提供由铜与活性金属钎料结合而成的复合材料，预计这些材料将用于功率器件的陶瓷回路基板和散热组件（如散热件。
活性金属钎料
特点
- 活性金属钎料是一种通过在钎焊填充金属中添加钛（Ti）而可以直接钎焊陶瓷的钎焊填充金属，而陶瓷是普通钎焊填充金属无法连接的。
- 以氧化铝等氧化物类陶瓷为首，氮化硅和碳等也可以钎焊。
- 通过添加Sn (锡) 的独特合金成分，使添加到钎焊材料中的钛分散到细微的地方。因此，可以提供50umT的板厚。
板材的横截面结构
AgCu基质中存在粗糙的CuTi化合物
SnTi化合物分散细小，可制造、供应薄板
种类
| 产品名称 | 主成分 (wt%) | |||
|---|---|---|---|---|
| Ag | Cu | Ti | Sn | |
| TKC-661 | 66 | 29.5 | 1.5 | 剩下的 |
物性值
| 产品名称 | TKC-661 | (比较对象) BAg-8 |
|---|---|---|
| 比重 | 9.7 | 10.0 |
| 固相线 (°C) | 745 | 780 |
| 液相线 (°C) | 780 | 780 |
| 硬度 (HV) | 113 | 90 |
| 拉伸强度 (MPa) | 356 | 294 |
| 杨氏模量 (GPa) | 85.0 | 97.0 |
| 线性膨胀系数 (×10-6/°C) | 18.6 | 17.1 |
| 热电导率 (W/mK) | 102.0 | 311.0 |
| 陶瓷接合 | 〇 | × |
产品类型
| 形状 | 尺寸 |
|---|---|
| 线条 | 线径0.2mm以上 |
| 板材 | 板宽:120mm以下 板厚:0.05T以上 |
接合实例
830°C真空中钎焊
830°C真空中钎焊
4点弯曲试验结果 (氧化铝)
试样外观
![[4点弯曲试验结果 (氧化铝) ] 4点弯曲试验片外观、4点弯曲的断裂后试验片](https://data.wovn.io/ImageValue/production/688b3c307ffdea2de8055986/zh-CHS/c05e2190ff16912bc2bbdfbb7feb61cd/wp_content_uploads_sites_images_ex_cn_products_images_c04_img_block01_06.jpg)
断裂强度测量结果
BAg-8（金属化处理）在连接界面处出现断裂，而当使用活性金属钎料时，则观察到基材中的断裂。
经证实，使用活性金属钎料进行连接可以获得足够的强度。
截面观察SEM
钎焊界面EDX面分析结果:Al2O3
在陶瓷和钎料的界面上形成了钛层。
推测在Ti层和氧化铝之间的界面形成由Al-Ti-O组成的化合物层。
活性金属焊接材料/铜 复合材料
右图：复合材料（活性金属钎料侧）
在功率器件散热领域的应用及对下一代散热件的贡献
本产品是通过将活性金属钎料金属复合在铜（Cu）材料的一侧制成的。
由于它可以与任何材料直接粘合，包括陶瓷（氧化物、氮化物和碳化物）和碳材料，因此有望应用于功率器件的陶瓷回路基板和下一代散热件。
特点
- 性能提升
- 可以在陶瓷上形成厚铜电极，这是高散热散热件所必需的，而使用现有的蚀刻方法很难做到这一点，而且还可以实现细间距布线。
- 无溶剂材料不留残渣，提高了粘合可靠性 - 降低成本
- 与传统的活性金属钎料钎焊填充金属相比，钎焊填充金属的厚度可以减小到 10µm 以下，从而降低银锭成本一半以上，并使钎焊填充金属的热阻减半。
- 由于 Cu 材料是复合材料，只需设置材料即可形成图案，从而降低工艺成本。 - 降低环境负荷
-由于是不含溶剂的材料，因此不会产生VOC (挥发性有机化合物)
-钎焊时间大幅缩短可节省能源，有望降低环境负荷
~可同时实现高散热化和工序削减~
采用所提出的方法基板模型
![[采用所提出方法的基板模型] 从上到下：硅芯片、焊料、铜、活性金属老化材料、Sin 或 AlN、活性金属钎料、铜、冷却装置](https://data.wovn.io/ImageValue/production/688b3c307ffdea2de8055986/zh-CHS/2834c0f664dbd0cf42abf03d3b97707f/wp_content_uploads_sites_images_ex_cn_products_images_c04_img_block02_02.jpg)
- 电源设备市场
- EV和HV等环保型汽车市场
- 高功率激光二极管市场
- 为下一代散热件市场做出贡献
- 进一步追求高输出化和高效化，伴随着发热量的增大，各部件具有高放热、高耐热、接合可靠性，进一步开发可应对小型化的材料是当务之急
- 因此需要加厚Cu板。
- 本产品能够在厚Cu材料上形成电极，通过不使用蚀刻提高了接合可靠性，可以期待对高散热化的贡献
本产品的工序削减提案
我们将通过视频介绍使用本产品的制造过程。
热循环试验结果
■样品详情
・钎料:TKC-661 0.02mm
・Cu:0.8 x 30 x 30mm
・Si3N4:0.32x 31 x 31mm
・Cu:0.8 x 30 x 30mm
验证在-50°C至175°C热循环测试中的耐用性超过1,500个循环
我们已开始提供该产品的样品。请联络我们了解更多信息。
