CN111925228A - 氧化铝陶瓷基板上围坝的共晶焊接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种氧化铝陶瓷基板上围坝的共晶焊接方法，包括如下步骤：第一步，将氧化铝陶瓷基板通过厚膜印刷技术印刷出金属线路涂层，该金属线路涂层形状与需要焊接到氧化铝陶瓷上的围坝的形状适配；第二步，将所述氧化铝陶瓷基板和所述围坝放入到共晶焊接装置中；第三步，在所述氧化铝陶瓷基板的金属线路涂层上印刷或放置合金焊料，再将所述围坝隔着所述合金焊料印刷或放置到所述氧化铝陶瓷基板上，所述围坝与所述金属线路涂层的形状对应；第四步，启动所述共晶焊接装置进行焊接，且焊接的温度为150℃‑500℃；第五步，焊接完成。本发明针对氧化铝陶瓷的围坝焊接采用共晶焊接的方式进行焊接，相对于现有技术中采用磁控溅射，更加方便操作，成本更低。
Description
技术领域
本发明涉及玻璃封装技术领域，特别涉及一种氧化铝陶瓷基板上围坝的共晶焊接方法。
背景技术
氧化铝陶瓷呈白色，热导率为20W/(m·K)-30W/(m·K)，25℃-200℃温度范围内热膨胀系数为7.0×10 6/℃-8.0×10 6/℃，弹性模量约为300GPa，抗弯强度为300MPa-400MPa，介电常数为10。
氧化铝陶瓷基片成型方法主要有轧膜法、流延法和凝胶注膜法等。其中后两种方法采用去离子水代替有机溶剂，既可降低成本，也有利于环保，是Al2O3陶瓷片制备主要研究方向之一。由于Al2O3晶格能较大，离子键较强，因此烧结温度较高，95％Al2O3陶瓷烧结温度为1650℃-1700℃，99％Al2O3陶瓷烧结温度则高达1800℃。如此高的烧结温度不仅导致制作成本偏高，而且所得到的产品晶粒粗大，气孔难以排除，导致Al2O3陶瓷气孔率增加，力学性能降低。研究表明，在原料中加入适量添加剂可降低烧结温度，降低陶瓷气孔率，提高陶瓷材料致密性与热导率。常用添加剂有生成液相型燃烧助剂(如SiO、 CaO、SrO和BaO等碱金属氧化物)、生成固溶体型烧结助剂(如TiO2、MnO2、 Fe2O3和Cr2O3等)以及稀土烧结助剂(如Y2O3、La2O3、Sm2O3以及Nd2O3等稀土氧化物)。根据Al2O3粉料与添加剂的不同含量，可将Al2O3陶瓷分为75瓷、85瓷、96瓷、99瓷等不同牌号。
氧化铝陶瓷具有原料来源丰富、价格低廉、绝缘性高、耐热冲击、抗化学腐蚀及机械强度高等优点，是一种综合性能较好的陶瓷基片材料，占陶瓷基片材料总量的80％以上。但由于其热导率相对较低(99％氧化铝热导率约为30 W/(m·K)，热膨胀系数较高，一般应用在汽车电子、半导体照明、电气设备等领域。
氧化铝陶瓷基板在作为LED基板时需要焊接围坝，现有的焊接通过磁控溅射的方式进行焊接，操作相对复杂，成本也更高。
发明内容
有鉴于上述现有技术的问题，本发明提供一种氧化铝陶瓷基板上围坝的共晶焊接方法，其技术方案如下：
一种氧化铝陶瓷基板上围坝的共晶焊接方法，包括如下步骤：
第一步，将氧化铝陶瓷基板通过厚膜印刷技术印刷出金属线路涂层，该金属线路涂层形状与需要焊接到氧化铝陶瓷上的围坝的形状适配；
第二步，将所述氧化铝陶瓷基板和所述围坝放入到共晶焊接装置中；
第三步，在所述氧化铝陶瓷基板的金属线路涂层上印刷或放置合金焊料，再将所述围坝隔着所述合金焊料印刷或放置到所述氧化铝陶瓷基板上，所述围坝与所述金属线路涂层的形状对应；
第四步，启动所述共晶焊接装置进行焊接，且焊接的温度为150℃-500℃；
第五步，焊接完成。
进一步作为优选，所述厚膜印刷技术包括如下步骤：
第一步，准备用于印刷的氧化铝陶瓷基板和用于印刷的金属浆料；
第二步，利用所述金属浆料在所述氧化铝陶瓷基板上进行厚膜丝网印刷，且所述金属浆料形成的线路厚度为25μm-200μm；
第三步，对上一步中形成的线路进行烧结，通过高温隧道炉加混合气体进行高温烧结烧结温度为150℃-1500℃范围；
第四步，带有金属线路涂层的氧化铝陶瓷基板制成。
进一步作为优选，所述围坝为陶瓷材料制成，且该围坝用于焊接的面先通过所述厚膜印刷技术先印刷出金属涂层。
进一步作为优选，所述共晶焊接装置中进行焊接前先启动抽真空装置对焊接环境进行真空处理。
有益效果：本发明构思新颖、设计合理，且便于使用，本发明针对氧化铝陶瓷的围坝焊接采用共晶焊接的方式进行焊接，相对于现有技术中采用磁控溅射，更加方便操作，成本更低。
附图说明
图1为本发明一实施例中对应的氧化铝陶瓷基板焊接结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
请参考图1，一种氧化铝陶瓷基板上围坝的共晶焊接方法，包括如下步骤：
第一步，将氧化铝陶瓷基板1通过厚膜印刷技术印刷出金属线路涂层2，该金属线路涂层2形状与需要焊接到氧化铝陶瓷基板1上的围坝3的形状适配；
第二步，将所述氧化铝陶瓷基板1和所述围坝3放入到共晶焊接装置中；
第三步，在所述氧化铝陶瓷基板1的金属线路涂层2上放置合金焊料，再将所述围坝3隔着所述合金焊料印刷或放置到所述氧化铝陶瓷基板1上，所述围坝3与所述金属线路涂层2的形状对应；
第四步，启动所述共晶焊接装置进行焊接，且焊接的温度为150℃-500℃；
第五步，焊接完成。
本发明的基础方案中，由于氧化铝陶瓷基板1为无机材料，为了实现焊接，需要在表面形成金属涂层，且涂层需要按照一定的规律进行。相应地，围坝3 也需要与金属涂层形成的图形相适配。由于要采用共晶焊接，因此需要采用共晶焊接装置，在围坝3为金属材料制成的情况下，可以直接进行焊接。在金属线路涂层2上放置合金涂料，放置好氧化铝陶瓷基板1、合金涂料和围坝3，然后启动设备进行焊接，所采用的温度为150℃-500℃，为适宜温度。
进一步，作为优选，所述厚膜印刷技术包括如下步骤：
第一步，准备用于印刷的氧化铝陶瓷基板1和用于印刷的金属浆料；
第二步，利用所述金属浆料在所述氧化铝陶瓷基板1上进行厚膜丝网印刷，且所述金属浆料形成的线路厚度为25μm-200μm；
第三步，对上一步中形成的线路进行烧结，通过高温隧道炉加混合气体进行高温烧结烧结温度为150℃-1500℃范围；
第四步，带有金属线路涂层2的氧化铝陶瓷基板制成。
本优选方案中，给出了一种具体的厚膜印刷的方法步骤。
进一步，作为优选，所述围坝为陶瓷材料制成，且该围坝3用于焊接的面先通过所述厚膜印刷技术先印刷出金属涂层。
本优选方案中，针对陶瓷材料的围坝3，需要先印刷出金属涂层，才好进行共晶焊接。
进一步，作为优选，所述共晶焊接装置中进行焊接前先启动抽真空装置对焊接环境进行真空处理。
本优选方案中，先对焊接环境进行抽真空处理，以便于避免气泡。
需要说明的是，本发明所提供的方法，采用共晶焊接的方式在陶瓷基板和围坝之间形成焊接，实际应用中，不限于LED灯组，也可以用于其他的半导体封装，例如激光器等。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (4)
1.一种氧化铝陶瓷基板上围坝的共晶焊接方法，其特征在于包括如下步骤：
第一步，将氧化铝陶瓷基板通过厚膜印刷技术印刷出金属线路涂层，该金属线路涂层形状与需要焊接到氧化铝陶瓷上的围坝的形状适配；
第二步，将所述氧化铝陶瓷基板和所述围坝放入到共晶焊接装置中；
第三步，在所述氧化铝陶瓷基板的金属线路涂层上印刷或放置合金焊料，再将所述围坝隔着所述合金焊料印刷或放置到所述氧化铝陶瓷基板上，所述围坝与所述金属线路涂层的形状对应；
第四步，启动所述共晶焊接装置进行焊接，且焊接的温度为150℃-500℃；
第五步，焊接完成。
2.如权利要求1所述的氧化铝陶瓷基板上围坝的共晶焊接方法，其特征在于所述厚膜印刷技术包括如下步骤：
第一步，准备用于印刷的氧化铝陶瓷基板和用于印刷的金属浆料；
第二步，利用所述金属浆料在所述氧化铝陶瓷基板上进行厚膜丝网印刷，且所述金属浆料形成的线路厚度为25μm-200μm；
第三步，对上一步中形成的线路进行烧结，通过高温隧道炉加混合气体进行高温烧结烧结温度为150℃-1500℃范围；
第四步，带有金属线路涂层的氧化铝陶瓷基板制成。
3.如权利要求2所述的氧化铝陶瓷基板上围坝的共晶焊接方法，其特征在于，所述围坝为陶瓷材料制成，且该围坝用于焊接的面先通过所述厚膜印刷技术先印刷出金属涂层。
4.如权利要求2或3中所述的氧化铝陶瓷基板上围坝的共晶焊接方法，其特征在于，所述共晶焊接装置中进行焊接前先启动抽真空装置对焊接环境进行真空处理。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20201113 |
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