[发明专利]一种真空电子器件封接用低银钎料及其制备方法

说明书

本发明公开一种真空电子器件封接用低银钎料及其制备方法，属于钎焊材料技术领域。按质量百分比计，其组成为：Ag 42.0％～48.0％，Ga 3.0％～5.0％，Ni 0.1％～2.0％，余量为Cu。采用“真空连续铸造—固溶热处理—轧制—在线拉矫热处理—精轧”的方法，可制备出厚度20μm，宽度250mm的宽幅极薄带材，该制备方法简单，利于批量生产。该低银钎料熔化温度与AgCuNi钎料相当，钎焊工艺性好，具有良好的润湿性和银含量低、蒸气压低等优点，对无氧铜、镍等材料的钎着率高于99％；焊缝抗拉强度σ_b≥150MPa；用于真空电子管等真空器件的封接的封装漏率≤1.0×10^‑11Pam³/s。

技术领域

本发明涉及一种真空电子器件封接用低银钎料及其制备方法，该低银钎料主要用于真空电子器件的钎焊连接，属于钎焊材料技术领域。

背景技术

银基钎料具有优良的物理性能、加工性能和焊接性能，广泛应用于真空电子器件的焊接，对电力、航天、航空、航海、军事等重要领域的发展起重要的推动作用。目前，广泛应用在真空电子器件结构材料钎焊的银基钎料主要是AgCu28、AgCu50系合金，以上钎料含银量均在50％以上。

随着电子工业的发展，真空电子器件结构越来越复杂、尺寸精度要求也越来越高，特别是要求在高真空或超高真空下工作，因此保证高精度器件焊接的气密性成为真空电子器件的重要指标。电子器件特别是军用电子器件对电真空焊料的蒸气压及真空电子器件的气密性提出了更高了要求。因此，控制电真空焊料中高蒸汽压元素的含量，寻求比银钎料蒸汽压更低的钎料，以提高真空电子器件可靠性和降低贵金属资源的用量成为迫切的任务。

目前，在真空电子器件封接领域，已开发出AgCuInSn、AgCuGaSi等低蒸气压钎料。AgCuInSn相对于传统AgCu28以及AgCuNi熔点较低，通常作为下一级钎焊材料使用，且该钎料中含有一定量的Sn难以成形而不能满足使用要求；AgCuGaSi熔点较高，通常作为传统AgCu28的上一级钎焊材料使用。此外，以上两种钎料均不适用于无镀层材料的真空钎焊。

真空电子器件封接领域，可以替代AgCuNi，无需在不锈钢、钼和可伐合金的表面预先镀Ni或镀Cu而直接钎焊(用此工艺可减少一道电镀工序，避免镀层质量的好坏对钎焊的效果影响，同时避免电镀造成的环境污染)，熔点在770～820℃之间、具有良好的润湿性及塑性的低银、低蒸气压钎料的低银钎料的开发是真空钎料研究的新方向之一。

发明内容

本发明针对真空电子器件在高真空或超高真空下工作以及“建设资源节约型社会”的需求，开发低银含量的钎料，以满足真空电子器件气密性和可靠性需求，同时达到节约资源、减少污染的目的。

本发明的目的在于提供一种Ag-Cu-Ga-Ni低银合金箔状钎料，该钎料成分设计科学、配比合理，可用于金属、不锈钢、可伐合金以及金属化陶瓷等的焊接，可替代AgCuNi广泛应用于真空电子器件的钎焊连接。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种低银钎料，具体为一种Ag-Cu-Ga-Ni低银合金钎料，按质量百分比计，该钎料由以下含量的成分组成：Ag 42.0％～48.0％，Ga 3.0％～5.0％，Ni 0.1％～2.0％，余量为Cu。

优选的，该低银钎料为箔状钎料，所述箔状钎料的厚度≥20μm，宽度≤250mm。该钎料的厚度可达到20μm，宽度可达到250mm，为宽幅极薄钎料。

该低银合金钎料熔化温度范围为770～820℃。

该低银钎料可以替代传统的AgCuNi，用于真空电子器件的封接。

本发明的另一目的在于提供一种所述低银钎料及其制备方法，该方法工艺简单，操作性强，有利于批量生产。

一种低银钎料的制备方法，包括以下步骤：