Пайка является наиболее важным процессом в процессе подложки из нитрида кремния AMB, а подготовка активного припоя и пайка активным металлом являются ключевыми и сложными моментами в настоящее время.
Ti, Zr, Hf, V, Nb и т. д. являются обычными активными металлическими элементами, которые могут проникать в поверхности подложек из нитрида кремния и широко используются для активного уплотнения между керамикой и металлами. Среди них сплав Ag-Cu-Ti с Ti в качестве активного элемента является наиболее изученным и наиболее широко используемым активным присадочным металлом. Он может смачивать большинство керамических поверхностей при температуре 800–950 °С, а паяльная головка обладает высокой прочностью и стабильными характеристиками, что позволяет лучше реализовать уплотнение между керамикой и металлами, керамикой и керамикой.
Использование активного присадочного металла Ag-Cu-Ti включает следующие четыре формы, которые различаются в зависимости от формы элемента Ti и комбинации присадочного металла:
а. Паста из порошка Ti (или порошка TiH) с предварительно нанесенным покрытием, а затем добавить предварительно сформированный припой (обычно припой из сплава Ag72Cu28);
б. Слой пленки Ti наносится на керамическую поверхность заранее с помощью PVD (физическое осаждение из паровой фазы) или CVD (химическое осаждение из паровой фазы), а затем добавляется присадочный металл Ag-Cu.
в. Используйте припой Ag-Cu-Ti;
д. Используйте паяльную пасту Ag-Cu-Ti.
При использовании активного присадочного металла серебра, меди и титана для изготовления подложки из нитрида кремния AMB основными причинами межфазных пустот являются следующие:
1. Качество поверхности сырья: Царапины, вмятины, окисление, органические загрязнения на поверхности керамики и бескислородной меди перед сваркой будут иметь негативное влияние на смачивание и растекание припоя, создавая потенциальный риск образования пустот на паяном интерфейсе. .
2. Качество печати припоем: в процессе печати паяльной пастой на большой площади легко возникнуть проблема утечки паяльной пасты и неравномерной печати, а как только припой расплавится, это напрямую приведет к образованию отверстий.
3. Деактивация активных элементов: активный элемент Ti в паяльной пасте AgCuTi очень чувствителен к кислороду, и в процессе высокотемпературной пайки часто требуется степень вакуума лучше 10-3Па. Если степень вакуума не соответствует требованиям сварки, Ti окисляется и деактивируется, а припой не может смачивать керамическую поверхность, что приведет к образованию большой площади сварки, утечкам при сварке и другим явлениям.
4. Испаряющийся газ паяльной пасты: в процессе пайки газ, испаряющийся в паяльной пасте, будет окутан флюсом с образованием пузырьков, кроме того, реакция органических кислот и оксидов металлов во флюсе также приведет к образованию пузырьков, при постепенном увеличении реакции пузырьков выделившиеся пузырьки оставят плотные поры на поверхности паяльной пасты, а неразряженные пузырьки также останутся на границе раздела пайки в процессе плавления и затвердевания припоя. Образуя пустоту.
5. Параметры процесса пайки: активный припой Ag-Cu-Ti часто имеет температуру выше 800 °С, что приводит к смачиванию поверхности Si3N4, если температура пайки слишком низкая или время выдержки слишком короткое, реакция между Ti и керамической поверхностью недостаточно, в результате чего припой не может полностью смочить керамическую поверхность.
Подводя итог, пайка имеет решающее значение для подложек из нитрида кремния AMB со сплавом Ag-Cu-Ti в качестве основного активного присадочного металла из-за его способности смачивать керамику при температуре 800 ~ 950 °С и образовывать прочные соединения. Однако межфазные пустоты являются серьезной проблемой, вызванной такими факторами, как качество сырья, печать припоем, дезактивация активных элементов, летучие газы и неправильные параметры пайки. Для получения высококачественных соединений необходимо решать эти проблемы посредством усовершенствованной подготовки, усовершенствованных методов, оптимизированных условий и усиления контроля процесса.
