CN101857457A - 一种陶瓷复合基板与金属结合的过渡层及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种陶瓷复合基板与金属结合的过渡层及其制备方法，本发明由硼硅酸盐玻璃粉料，乙基纤维素和松油醇的混合物作为粘合剂，金属氧化物作为添加剂构成。其制备方法为：将玻璃原料熔化，将熔融玻璃水淬、球磨粉碎和烘干，得玻璃粉料；在玻璃粉料中添加金属氧化物作为添加剂，并混合均匀；在混合均匀的玻璃粉料和添加剂混合物中，加入粘合剂混匀研磨调成浆料形式，得到过渡层介质浆料。本发明提供了一种使陶瓷复合基板与金属结合工艺简单，产品成本低的新型过渡层及其制备方法。

Description

一种陶瓷复合基板与金属结合的过渡层及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种用于陶瓷基板复合层的过渡层。

背景技术

现有低温共烧陶瓷与表面为Cu的金属散热片的结合是在低温共烧陶瓷表面印烧上一定厚度的厚膜金层或电镀上Ni和Au，然后通过AuSn焊膏或焊片或其他Au系焊料在氮气等保护性气氛下进行焊接。低温共烧陶瓷与金属散热片的这种焊接方式不仅工艺复杂，而且需要消耗大量的Au系材料，大大提高了产品的成本。并且由于常用的AuSn焊料的熔点约为280℃，采用AuSn焊料焊接的产品，低温共烧陶瓷的工作温度必须低于350℃。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供了一种使陶瓷复合基板与金属结合工艺简单，产品成本低的新型过渡层及其制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种陶瓷复合基板与金属结合的过渡层，由玻璃粉料和粘合剂组成；玻璃粉料占总重量的50～80％，粘合剂占总重量的10～40％。

一种陶瓷复合基板与金属结合的过渡层，过渡层还包括添加剂，添加剂占总重量的1～15％。

一种陶瓷复合基板与金属结合的过渡层，所述的玻璃粉料为硼硅酸盐玻璃粉料。

一种陶瓷复合基板与金属结合的过渡层，所述的粘合剂为乙基纤维素和松油醇的混合物。

一种陶瓷复合基板与金属结合的过渡层，所述的添加剂为金属氧化物。

一种陶瓷复合基板与金属结合过渡层的制备方法，包括以下步骤制备：

(1)将玻璃原料放入玻璃熔化炉中熔化，熔化温度为1100℃--1400℃，将熔融玻璃水淬、球磨粉碎和烘干，即得到所需的玻璃粉料。

(2)在玻璃粉料中添加金属氧化物作为添加剂，并混合均匀；

(3)在混合均匀的玻璃粉料和添加剂混合物中，加入粘合剂混匀研磨调成浆料形式，即得到可用于印制或涂覆的过渡层介质浆料。

本发明为了提高过渡层与金属基片的附着强度，在过渡层中加入一定比例的添加剂。另外，粘合剂起分散固体粉料和便于印制等作用。用过渡层材料进行陶瓷复合基板金属的连接，则不需在陶瓷复合基板和金属表面进行金属化和电镀，只需在待结合的陶瓷复合基板和金属表面印制或涂覆过渡层材料，然后在氮气气氛下烧结即可。该过渡层玻璃软化点可达600-700℃，故使用过渡层的产品的工作温度高于400℃。过渡层材料中不含贵金属，因此成本很低。

具体实施方式

实施例1

本发明陶瓷复合基板与金属结合的过渡层，由玻璃粉料和粘合剂组成。玻璃粉料占总重量的80％，粘合剂占总重量的20％。玻璃粉料为硼硅酸盐玻璃粉料。粘合剂为乙基纤维素和松油醇的混合物。

过渡层的制备和印制烧结方法，包括以下步骤：

将玻璃原料放入玻璃熔化炉中熔化，熔化温度为1100℃--1400℃，将熔融玻璃水淬、球磨粉碎和烘干，即得到所需的玻璃粉料。在玻璃粉料中，加入粘合剂混匀研磨调成浆料形式，即得到可用于印制或涂覆的过渡层介质浆料。将过渡层浆料分别印制或涂覆于陶瓷复合基板和金属基片的待接触表面，然后在烘干炉中烘干，烘干温度为100-120℃，时间为10-20min。将过渡层烘干后的陶瓷复合基板和金属基片相互对位层叠，然后放入烧结炉中烧结。烧结气氛为氮气，烧结峰值温度为800-900℃，峰温保温时间为20-30min，烧结周期约2小时。烧结后，金属基片与陶瓷复合基板即结合成陶瓷复合基板/金属复合基板。

实施例2

本发明陶瓷复合基板与金属结合的过渡层，由玻璃粉料、添加剂和粘合剂组成。玻璃粉料占总重量的50％，粘合剂占总重量的40％，添加剂占总重量的10％。

玻璃粉料为硼硅酸盐玻璃粉料。粘合剂为乙基纤维素和松油醇的混合物。添加剂为金属氧化物。

过渡层的制备和印制烧结方法，包括以下步骤：

将玻璃原料放入玻璃熔化炉中熔化，熔化温度为1100℃--1400℃，将熔融玻璃水淬、球磨粉碎和烘干，即得到所需的玻璃粉料。在玻璃粉料中添加金属氧化物作为添加剂，并混合均匀；在混合均匀的玻璃粉料和添加剂混合物中，加入粘合剂混匀研磨调成浆料形式，即得到可用于印制或涂覆的过渡层介质浆料。

将过渡层浆料分别印制或涂覆于陶瓷复合基板和金属基片的待接触表面，然后在烘干炉中烘干，烘干温度为100-120℃，时间为10-20min。将过渡层烘干后的陶瓷复合基板和金属基片相互对位层叠，然后放入烧结炉中烧结。烧结气氛为氮气，烧结峰值温度为800-900℃，峰温保温时间为20-30min，烧结周期约2小时。烧结后，金属基片与陶瓷复合基板即结合成陶瓷复合基板/金属复合基板。

Claims (6)

1.一种陶瓷复合基板与金属结合的过渡层，其特征在于由玻璃粉料和粘合剂组成；玻璃粉料占总重量的50～80％，粘合剂占总重量的10～40％。

2.根据权利要求1所述的一种陶瓷复合基板与金属结合的过渡层，其特征在于过渡层还包括添加剂，添加剂占总重量的1～15％。

3.根据权利要求1所述的一种陶瓷复合基板与金属结合的过渡层，其特征在于所述的玻璃粉料为硼硅酸盐玻璃粉料。

4.根据权利要求1所述的一种陶瓷复合基板与金属结合的过渡层，其特征在于所述的粘合剂为乙基纤维素和松油醇的混合物。

5.根据权利要求2所述的一种陶瓷复合基板与金属结合的过渡层，其特征在于所述的添加剂为金属氧化物。

6.一种陶瓷复合基板与金属结合过渡层的制备方法，其特征在于包括以下步骤制备：

(1)将玻璃原料放入玻璃熔化炉中熔化，熔化温度为1100℃--1400℃，将熔融玻璃水淬、球磨粉碎和烘干，即得到所需的玻璃粉料。

(2)在玻璃粉料中添加金属氧化物作为添加剂，并混合均匀；

(3)在混合均匀的玻璃粉料和添加剂混合物中，加入粘合剂混匀研磨调成浆料形式，即得到可用于印制或涂覆的过渡层介质浆料。