[發明專利]一種低Ti高強度銀基中溫活性釬料及其制備方法

有效

• 申請號: 201811329583.7
• 申請日: 2018-11-08
• 公開（公告）號: CN109590634B
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發明（設計）人: 蔡正旭;焦磊;王煒;史秀梅;金凱;付曉玄;王峰
• 申請（專利權）人: 北京有色金屬與稀土應用研究所
• 主分類號: B23K35/30
• 分類號: B23K35/30;B23K35/40;B23K35/14
• 代理公司: 北京北新智誠知識產權代理有限公司 11100
• 代理人: 劉茵

一種低Ti高強度銀基中溫活性釬料及其制備方法，釬料的組成為：Cu 20?25wt％，Sn 15?25wt％，Pd 1?5wt％，Ti 1.0?3.0wt％，Ag為余量。制備方法包括取各金屬按照合金配比進行熔煉，然后進行高壓氣霧化、沉積成形，隨后將成形的坯料進行熱擠壓處理，使合金致密化，然后對致密化的坯料進行軋制加工，最終獲得AgCuSnPdTi合金片材。該方法制備的合金釬料成分均勻、無偏析，可以加工成片材，焊接溫度較常規AgCuTi活性釬料低接近200℃，從而降低Si₃N₄陶瓷焊接接頭殘余熱應力，提高Si₃N₄陶瓷焊接強度和可靠性。

技術領域

本發明涉及一種AgCuSnPdTi中溫活性釬料及其制備方法，主要應用于電子信息產業的Si₃N₄陶瓷中溫活性連接，屬于焊接材料領域。

背景技術

Si₃N₄陶瓷具有高強度、高硬度、耐磨性、以及優異的高溫力學性能和熱穩定性等特點，在航空航天、能源、電子和汽車等領域得到廣泛應用。但是，Si₃N₄陶瓷脆性大、難以變形和切削加工困難。此外，陶瓷材料本身固有的脆性，容易導致極小的臨界裂紋，使得陶瓷材料的加工更加困難，難以制造成復雜形狀的構件，導致Si₃N₄陶瓷的應用受到限制。

活性金屬釬焊技術以其操作方法簡單、投資成本低、尺寸適應性好，且連接強度高等優點被廣泛應用于陶瓷構件連接。AgCuTi系列活性釬料，具有優異的焊接性能和優良的室溫抗彎曲性能，是目前使用最為廣泛的活性焊料。但是，目前使用的AgCuTi活性釬料焊接溫度較高，并且陶瓷與金屬的線膨脹系數差異較大，導致焊接后由于接頭中存在較大的熱應力，導致焊接接頭開裂。為了緩解陶瓷活性連接中金屬與陶瓷線膨脹系數不匹配造成的熱應力，可以通過降低陶瓷的焊接溫度實現。

研究發現AgCuTi活性釬料中Ti含量大于4.0％(質量百分比)才對陶瓷具有比較好的焊接性能，但是，Ti元素在合金中容易出現偏析現象，并且很難加入到合金中，導致高Ti含量的AgCuTi合金無法加工制備，并且合金中Ti元素含量升高，也會造成合金熔點升高。

因此，研究開發出一種適合Si₃N₄陶瓷中溫活性連接使用的銀基焊料，具有重要的實際應用價值。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供一種具有較低釬焊溫度、良好加工性能、較高強度的低Ti銀基活性釬料及其制備方法。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種低Ti高強度銀基中溫活性釬料，其組成為：Cu20-25wt％，Sn 15-25wt％， Pd1-5wt％，Ti 1.0-3.0wt％，Ag為余量。

如上所述的低Ti高強度銀基中溫活性釬料，優選地，其組成為：Cu 23-25wt％， Sn20-25wt％，Pd 3-5wt％，Ti 2.0-3.0wt％，Ag為余量。

另一方面，本發明提供一種低Ti高強度銀基中溫活性釬料的制備方法，該方法包括如下步驟：

I.按照以下配比稱取各金屬：Cu 20-25wt％，Sn 15-25wt％，Pd 1-5wt％，Ti 1.0-3.0wt％，Ag為余量；

II.將步驟I的各金屬混合后于1200-1300℃進行熔化制成合金；