[发明专利]一种钎焊氮化铝陶瓷与无氧铜的复合钎料及其钎焊工艺

权利要求书

1.一种钎焊氮化铝陶瓷与无氧铜的复合钎料，其特征在于：包括银铜钛钎料和氮化钛，所述银铜钛钎料中含有银68.8wt.％、铜26.7wt.％以及钛4.5wt.％；所述氮化钛的质量为所述复合钎料总质量的0～5wt.％。

2.根据权利要求1所述的一种钎焊氮化铝陶瓷与无氧铜的复合钎料，其特征在于：所述银铜钛钎料为粉末状，所述银铜钛钎料粒度为100～300目，所述氮化钛为粉末状，所述氮化钛粒度为3～10μm。

3.根据权利要求1所述的一种钎焊氮化铝陶瓷与无氧铜的复合钎料，其特征在于：银铜钛钎料及氮化钛的纯度均≥99.5％。

4.一种权钎焊氮化铝陶瓷与无氧铜的复合钎料的钎焊工艺，其特征在于包括如下步骤：

1)制备复合钎料粉末

用电子分析天平按配比称取银铜钛钎料以及氮化钛混合并放入高效混合研磨机内进行混料，混料时高效混合研磨机公转速度为1000r/min，自转速度为600r/min，混合10min后取出，得到复合钎料粉末；

将复合钎料粉末放入电热真空干燥箱中烘干，得到烘干的复合钎料粉末；

对烘干后的复合钎料粉末进行研磨处理，以防止粉体团聚；

将研磨后的复合钎料粉末装入真空箱内保存；

2)制备复合钎料焊膏

将重量份数为2～3份的聚异丁烯加入到重量份数为2～3份的松节油透醇、重量份数为3～4份的二乙二醇丁醚醋酸酯和重量份数为2～4份的邻苯二甲酸二丁酯形成的混合溶剂中，加热到90℃水浴搅拌，全部溶解后得到混合溶液；向取得的混合溶液内依次加入重量份数为3～4份的氢化蓖麻油、重量份数为1～5份的三乙醇胺、重量份数为3～6份的乙二酸和重量份数为4～5份的植物油酸，继续加热搅拌1～2h，制得成分均匀的焊膏用粘接剂；

将真空箱内复合钎料粉末与焊膏用粘接剂按照质量比9:1进行称量并放入烧杯中，用保鲜膜将烧杯密封后放入集热式恒温加热磁力搅拌器中，25℃恒温搅拌20min，即完成复合钎料焊膏的制备；

3)焊前准备

将氮化铝陶瓷及无氧铜板分别用金刚石切片机及线切割进行规格重置，氮化铝陶瓷的尺寸规格为9mm×9mm×1mm，无氧铜板尺寸规格为9mm×9mm×0.2mm；

将氮化铝陶瓷待焊面依次用800#金相砂纸和1000#金相砂纸进行打磨，打磨后浸于丙酮溶液中进行超声清洗，最后用酒精冲洗并吹干，得到待焊氮化铝陶瓷母材；

4)丝网印刷并装配钎焊试样

将丝网清洗干净后，调节网板距离印刷台的高度，打开机械泵，以45°角移动刮板，将复合钎料焊膏印刷至氮化铝陶瓷待焊面上，控制焊膏的厚度为40～50μm；

将印刷有复合钎料焊膏的氮化铝陶瓷母材放入50℃真空烘干箱中烘干10min，烘干后将无氧铜板放置在焊膏上，形成按照氮化铝陶瓷-复合钎料焊膏-无氧铜板进行装配的焊接试样；

在焊接试样上放置压力为0.015MPa的钨块，保证纤焊过程中焊接试样装配层之间的紧密接触；

5)钎焊

将完成装配的钎焊试样放入真空管式炉中，抽真空至3×10^-3pa以下；

首先以5～15℃/min的速率升温至300℃保温15～30min，使复合钎料焊膏内粘结剂得到充分挥发；

再以5～10℃/min的升温速率升温至860～940℃保温5～25min；最后以10℃/min的速率降温至300℃，炉冷至室温后取出钎焊试样。