活性金屬焊料
可接合各種陶瓷。
不論是氧化物、氮化物,各種陶瓷都可在未施行金屬化的情況下焊接。
亦可提供銅與活性金屬焊料複合而成的材料,可期用於功率元之陶瓷電路板及散熱器等散熱部件。
活性金屬焊料
特色
- 活性金屬焊料是一種在材料中添加Ti(鈦),實現了普通焊料無法直接焊接陶瓷的焊料。
- 除了氧化鋁等氧化物陶瓷,氮化矽和碳等也可以焊接。
- 由於添加 Sn(錫)製成的獨特性合金成分,使添加到焊料中的鈦分散得更加細緻。藉此,能夠提供厚度為50µmT的材料。
板材剖面組織
銀銅鈦合金
存在於銀銅基中粗大的銅鈦化合物
銀銅錫鈦合金
由於錫鈦化合物細緻分散,得以實現薄板的製造及供應
種類
產品名稱 | 主成分 (wt%) | |||
---|---|---|---|---|
Ag | Cu | Ti | Sn | |
TKC-661 | 66 | 29.5 | 1.5 | 其餘 |
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 |
楊氏模數 (GPa) | 85.0 | 97.0 |
線膨脹係數 (×10-6/℃) | 18.6 | 17.1 |
熱傳導率 (W/mK) | 102.0 | 311.0 |
與陶瓷接合 | 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 |
接合範例
氧化鋁之間的接合
830℃ 真空中焊接
氮化矽之間的接合
830℃ 真空中焊接
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,而使用活性金屬焊料時,母材斷裂。
使用活性金屬焊料之接合,確認可獲得足夠的強度。
SEM剖面觀察
硬焊接合界面的EDX分析結果:Al2O3
在陶瓷與焊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。
活性金屬焊料/銅 複合材料
左:複合材料(銅面)
右:複合材料(活性金屬焊料面)
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)活性金屬焊料的產品。
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,但以原有工法難以在陶瓷上進行蝕刻形成厚銅材電極一事變為可能, 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
-由於可將焊料的厚度加工至 10µm以下,與以往的活性金屬焊料相比,可將銀塊的成本控制在一半以下,並將焊料熱阻減半
-由於已與銅材複合化,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、高接合可靠性,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,可望對高散熱化作出貢獻
建議使用本產品減少製程
我們透過影片為您介紹使用本產品的製造工程。
熱衝擊測試結果
■樣品詳細情況
・焊料: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℃的熱衝擊測試中,確認具有1500次以上的耐久性
我們已開始提供本產品的樣品。詳情請洽詢。