活性金屬硬焊材料
可以接合各種陶瓷。
不論是氧化物類、氮化物類，各種陶瓷都可以在沒有金屬化的情況下進行硬焊。
還提供銅材料與活性金屬硬焊材料複合而成的材料，可期用於功率元件用陶瓷電路板及散熱器等散熱部件。
活性金屬硬焊材料
特色
- 活性金屬硬焊材料是一種透過在硬焊材料中添加Ti（鈦），可實現將使用普通硬焊材料無法接合的陶瓷直接硬焊的硬焊材料。
- 除了氧化鋁等氧化物類陶瓷，氮化矽和碳等也可以硬焊。
- 透過添加 Sn（錫）的獨特合金成分，使添加到硬焊材料中的鈦細微分散。
藉此，能夠提供板厚為50umT的材料。
板材的斷面組織
銀銅鈦合金
在銀銅基中存在粗大的銅鈦化合物
銀銅錫鈦合金
由於錫鈦化合物細微分散，可進行薄板的製造及供應
種類
| 產品名稱 | 主成分 (wt%) | |||
|---|---|---|---|---|
| Ag | Cu | Ti | Sn | |
| TKC-661 | 66 | 29.5 | 1.5 | 其他 |
物理特性值
| 材質名稱 | TKC-661 | (比較對象) BAg-8 |
|---|---|---|
| 比重 | 9.7 | 10.0 |
| 固相線 (℃) | 745 | 780 |
| 液相線 (℃) | 780 | 780 |
| 硬度 (HV) | 113 | 90 |
| 抗拉強度 (MPa) | 356 | 294 |
| 楊氏模量 (GPa) | 85.0 | 97.0 |
| 線膨脹係數 (×10-6/℃) | 18.6 | 17.1 |
| 熱導率 (W/mK) | 102.0 | 311.0 |
| 與陶瓷的接合 | 〇 | × |
產品形態
| 形狀 | 尺寸 |
|---|---|
| 線 | 線徑：0.2mm以上 |
| 板材 | 板寬：120mm以下 板厚：0.05mm以上 |
接合事例
氧化鋁之間的接合
830℃ 在真空中硬焊
氮化矽之間的接合
830℃ 在真空中硬焊
4點彎曲試驗結果（氧化鋁）
試驗片外觀
斷裂強度測量結果
4點彎曲試驗斷裂強度比較
觀察到BAg-8（金屬化處理）接合界面斷裂，當使用活性金屬硬焊材料時，母材斷裂。
確認到透過使用活性金屬硬焊材料進行的接合，可獲得足夠的強度。
斷面觀察SEM
硬焊接合界面的EDX面分析結果：Al2O3
在陶瓷與硬焊材料的界面上形成鈦層。
推測在鈦層與氧化鋁的界面上，形成由Al-Ti-O組成的化合物層。
活性金屬硬焊材料/銅 複合材料
左：複合材料(銅面)
右：複合材料(活性金屬硬焊材料面)
功率元件在散熱領域的利用及對下一代散熱器的貢獻
在銅（Cu）材的一側貼合（複合）活性金屬硬焊材料的產品。
由於可以直接接合陶瓷（氧化物、氮化物、碳化物）及碳材料等各種材料，可望應用於功率元件之陶瓷電路板及下一代散熱器。
特色
- 提高性能
－將高散熱性散熱器所要求，但以原有製程難以在陶瓷上進行蝕刻形成厚電極一事變為可能， 還能達到配線的微間距化
－由於是不含溶劑的材料，不會留下殘渣，可提高接合可靠性 - 降低成本
－由於可將硬焊材料的厚度加工至 10μm以下，與以往的活性金屬硬焊材料相比，可將銀的成本控制在一半以下，並將硬焊材料熱阻減半
－由於已將銅材複合化，只需將材料定位就可以形成圖案，可實現製程成本的降低 - 降低環境負荷
－由於是不含溶劑的材料，不會產生 VOC（揮發性有機化合物）
－透過大幅度降低硬焊時間，可實現節能，並可望降低環境負荷
～可同時實現高散熱性和減少製程～
提案工法的基板模型
- 對
- ・功率元件市場
- ・EV及HV等環保型汽車市場
- ・高輸出雷射二極體市場
- ・下一代散熱器市場 的貢獻
- 進一步追求高輸出及高效率，隨著發熱量的不斷增大，對於各部件都急需開發具有高散熱、高耐熱、接合可靠性，且還能應對小型化的材料
- 因此，要增加銅板厚度
- 本產品可在厚銅材料上形成電極，無需蝕刻便可提高接合可靠性的本產品，可望對高散熱化作出貢獻
使用本產品減少製程的提案
我們將透過影片為您介紹使用本產品的製造工程。
熱循環測試結果
樣品詳細情況
・硬焊材料：TKC-661 0.02mm
・Cu ：0.8 x 30 x 30mm
・Si3N4 ：0.32x 31 x 31mm
・Cu ：0.8 x 30 x 30mm
在-50℃～175℃的熱循環測試中，確認到顯示具有1500次循環以上的耐久性
我們已開始提供本產品的樣品。詳情請洽詢。