CN110524079A - 用于金属化陶瓷和金属零件钎焊的银铜焊料层制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于金属化陶瓷和金属零件钎焊的银铜焊料层制备方法，包括步骤为：将银铜混合粉与有机粘结剂混合得到银铜焊膏，再将所述银铜焊膏涂覆在金属化陶瓷的镍层表面，最后进行烧结，得到固化有银铜焊料层的金属化陶瓷。通过上述方式，本发明通过在金属化陶瓷的镍层表面烧结银铜焊料，只需要直接将金属零件放置在金属化陶瓷表面即可，不再需要放置银铜焊片，从而节约了人工成本，也消除了漏放或少放而造成的问题，操作简单，投入成本低，容易实现自动化生产。

Description

用于金属化陶瓷和金属零件钎焊的银铜焊料层制备方法
技术领域
本发明涉及钎焊技术领域，特别是涉及一种用于金属化陶瓷和金属零件钎焊的银铜焊料层制备方法。
背景技术
钎焊是指低于焊件熔点的钎料和焊件同时加热到钎料熔化温度后，利用液体钎料填充固态工件的缝隙使金属连接的焊接方法。现有是使用真空冶炼方法制成的银铜焊片或焊丝放入到金属化陶瓷和金属零件之间来进行钎焊的，具体过程为：首先根据钎焊零件选择合适的银铜焊片，再将银铜焊片清洗后，通过手工方式放置到金属化陶瓷表面，然后再将需要钎焊的金属零件放在焊片上。最后将放置好的金属化陶瓷、银铜焊片及金属零件一起拿到真空炉或氢气炉中在适当的温度下进行钎焊。其钎焊的原理是：银铜焊片在真空炉内或氢气保护气氛炉内779-850度的范围内加热后熔融，银铜焊片熔融后一面与金属化陶瓷的镍层发生互溶反应，另一面与金属零件发生熔融反应，待炉子降温后银铜焊料层发生凝固从而实现金属化陶瓷与金属零件的连接结合。
此种钎焊方法需要放置银铜焊片或焊丝，需要人工进行放置，增加了人工成本。由于银铜焊片很薄（厚度在0.06-0.1mm）和焊丝很细，放到金属化陶瓷表面时，不好拿取，人工放置时存在漏放或少放的问题，容易在钎焊后出现没有焊片或焊丝而导致的焊接泄漏、焊接不良问题。随着工业化的推进，现行工艺的自动化生产需要有银铜焊片放置到陶瓷零件表面的动作，自动化放置焊料的机构设计比较复杂且制造出来的生产成本也较高，同时复杂的机构还会带来自动化设备可靠性低的问题。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种用于金属化陶瓷和金属零件钎焊的银铜焊料层制备方法，适合于使用银铜焊料进行钎焊的金属化陶瓷和可伐金属零件或无氧铜等金属的零件。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种用于金属化陶瓷和金属零件钎焊的银铜焊料层制备方法，包括步骤为：将银铜混合粉与有机粘结剂混合得到银铜焊膏，再将所述银铜焊膏涂覆在金属化陶瓷的镍层表面，最后进行烧结，得到固化有银铜焊料层的金属化陶瓷。
在本发明一个较佳实施例中，所述银铜混合粉是将银粉和铜粉混合得到，所述银粉和所述铜粉的质量比为：1-3:1。
在本发明一个较佳实施例中，所述银粉和所述铜粉是亚微米级的，所述银粉和所述铜粉混合通过球磨机得到。
在本发明一个较佳实施例中，所述有机粘结剂为乙基纤维素和松油醇的混合物，所述乙基纤维素和所述松油醇的质量比为1:20-30。
在本发明一个较佳实施例中，所述有机粘结剂的制备过程为：将所述乙基纤维素和所述松油醇加热到80-120度制成。
在本发明一个较佳实施例中，所述银铜混合粉和所述有机粘结剂的质量比为1:3-5。
在本发明一个较佳实施例中，所述银铜焊膏是所述银铜混合粉和所述有机粘结剂在滚瓶机中滚动制得；所述银铜焊膏的粘度为5000-50000cp。
在本发明一个较佳实施例中，所述银铜焊膏的涂覆是通过丝网印刷或手工笔涂实现的；所述银铜焊膏的涂覆厚度为10-100um。
在本发明一个较佳实施例中，所述烧结是在氢气气氛保护炉子内进行的。
在本发明一个较佳实施例中，所述烧结的温度为700-850摄氏度，所述烧结时间为10-30分钟。
本发明的有益效果是：本发明的用于金属化陶瓷和金属零件钎焊的银铜焊料层制备方法，通过在金属化陶瓷的镍层表面烧结银铜焊料，只需要直接将金属零件放置在金属化陶瓷表面即可，不再需要放置银铜焊片，从而节约了人工成本，也消除了漏放或少放而造成的问题，操作简单，投入成本低，容易实现自动化生产。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
提供一种用于金属化陶瓷和金属零件钎焊的银铜焊料层制备方法，包括步骤为：
（1）将亚微米级的银粉与铜粉按照质量比为50:50进行混合，混合通过球磨机进行，得到银铜混合粉。
（2）将松油醇和乙基纤维素按照质量比为1:25加热到100摄氏度，搅拌溶解制成有机粘结剂。
（3）将步骤（1）得到的银铜混合粉和步骤（2）得到的有机粘结剂按照质量比为1:4放入滚瓶机中滚动制备成银铜焊膏，控制银铜焊膏的粘度在5000-50000cp范围内。
（4）将银铜焊膏通过丝网印刷的方式涂覆在金属化陶瓷的镍层表面，控制银铜焊膏的涂覆厚度在60um范围内，所述丝网印刷采用的是100目不锈钢丝网。
（5）将涂覆有银铜焊膏的金属化陶瓷放到氢气气氛保护炉子内，炉子的最高温度设定在800度范围内，烧结20分钟后，得到固化有银铜焊料层的金属化陶瓷。
实施例二：
提供一种用于金属化陶瓷和金属零件钎焊的银铜焊料层制备方法，包括步骤为：
（1）将亚微米级的银粉与铜粉按照质量比为72:28进行混合，混合通过球磨机进行。
（2）将松油醇和乙基纤维素按照质量比为1:20加热到80摄氏度，搅拌溶解制成有机粘结剂。
（3）将步骤（1）得到的银铜混合粉和步骤（2）得到的有机粘结剂按照质量比为1:5放入滚瓶机中滚动制备成银铜焊膏，控制银铜焊膏的粘度在5000-50000cp范围内。
（4）将银铜焊膏通过手工笔涂的方式涂覆在金属化陶瓷的镍层表面，控制银铜焊膏的涂覆厚度在100um范围内。
（5）将涂覆有银铜焊膏的金属化陶瓷放到氢气气氛保护炉子内，炉子的最高温度设定在700度范围内，烧结30分钟后，得到固化有银铜焊料层的金属化陶瓷。
实施例三：
提供一种用于金属化陶瓷和金属零件钎焊的银铜焊料层制备方法，包括步骤为：
（1）将亚微米级的银粉与铜粉按照质量比为75:25进行混合，混合通过球磨机进行。
（2）将松油醇和乙基纤维素按照质量比为1:30加热到120摄氏度，搅拌溶解制成有机粘结剂。
（3）将步骤（1）得到的银铜混合粉和步骤（2）得到的有机粘结剂按照质量比为1:3放入滚瓶机中滚动制备成银铜焊膏，控制银铜焊膏的粘度在5000-50000cp范围内。
（4）将银铜焊膏通过丝网印刷的方式涂覆在金属化陶瓷的镍层表面，控制银铜焊膏的涂覆厚度在10um范围内，所述丝网印刷采用的是300目不锈钢丝网。
（5）将涂覆有银铜焊膏的金属化陶瓷放到氢气气氛保护炉子内，炉子的最高温度设定在850度范围内，烧结10分钟后，得到固化有银铜焊料层的金属化陶瓷。
本发明是通过丝网印刷的方法将事先制备好的银铜焊膏涂覆到金属化的陶瓷的镍层表面，再在合适的气氛和温度条件下，将银铜焊膏涂层烧融固化在镍层表面。用户在拿到产品后，可以直接将需要钎焊的可伐或无氧铜等金属零件放置在陶瓷表面，然后再放到氢气炉或真空炉中进行钎焊。
本发明的有益效果是：
一、该制备方法不再需要放置银铜焊片或焊丝，节省了人工成本，防止漏放或少放现象的发生，避免了产品不良的出现；
二、该制备方法能够实现钎焊过程的自动化生产，简化钎焊自动化生产的机构设计，降低成本，提高自动化设备的可靠性。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于金属化陶瓷和金属零件钎焊的银铜焊料层制备方法，其特征在于，包括步骤为：将银铜混合粉与有机粘结剂混合得到银铜焊膏，再将所述银铜焊膏涂覆在金属化陶瓷的镍层表面，最后进行烧结，得到固化有银铜焊料层的金属化陶瓷。
2.根据权利要求1所述的用于金属化陶瓷和金属零件钎焊的银铜焊料层制备方法，其特征在于，所述银铜混合粉是将银粉和铜粉混合得到，所述银粉和所述铜粉的质量比为：1-3:1。
3.根据权利要求2所述的用于金属化陶瓷和金属零件钎焊的银铜焊料层制备方法，其特征在于，所述银粉和所述铜粉是亚微米级的，所述银粉和所述铜粉混合通过球磨机得到。
4.根据权利要求1所述的用于金属化陶瓷和金属零件钎焊的银铜焊料层制备方法，其特征在于，所述有机粘结剂为乙基纤维素和松油醇的混合物，所述乙基纤维素和所述松油醇的质量比为1:20-30。
5.根据权利要求4所述的用于金属化陶瓷和金属零件钎焊的银铜焊料层制备方法，其特征在于，所述有机粘结剂的制备过程为：将所述乙基纤维素和所述松油醇加热到80-120度制成。
6.根据权利要求1所述的用于金属化陶瓷和金属零件钎焊的银铜焊料层制备方法，其特征在于，所述银铜混合粉和所述有机粘结剂的质量比为1:3-5。
7.根据权利要求1所述的用于金属化陶瓷和金属零件钎焊的银铜焊料层制备方法，其特征在于，所述银铜焊膏是所述银铜混合粉和所述有机粘结剂在滚瓶机中滚动制得；所述银铜焊膏的粘度为5000-50000cp。
8.根据权利要求1所述的用于金属化陶瓷和金属零件钎焊的银铜焊料层制备方法，其特征在于，所述银铜焊膏的涂覆是通过丝网印刷或手工笔涂实现的；所述银铜焊膏的涂覆厚度为10-100um。
9.根据权利要求1所述的用于金属化陶瓷和金属零件钎焊的银铜焊料层制备方法，其特征在于，所述烧结是在氢气气氛保护炉子内进行的。
10.根据权利要求1所述的用于金属化陶瓷和金属零件钎焊的银铜焊料层制备方法，其特征在于，所述烧结的温度为700-850摄氏度，所述烧结时间为10-30分钟。
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