发明名称 具有相配之热膨胀系数的钎接系统
摘要
申请公布号 TWI332876 申请公布日期 2010.11.11
申请号 TW094141561 申请日期 2005.11.25
申请人 加州大学董事会 发明人 麦可 塔克;克瑞格 贾科布森;乐贾德 琼许
分类号 B23K35/22 主分类号 B23K35/22
代理机构 代理人 林志刚 台北市中山区南京东路2段125号7楼
主权项 一种非多孔性钎接组成物,其包含:一选自Ag、Au、Cu、Ni、Ti、Pd、Pt、Cr或彼等之合金的主体钎接金属或合金材料;及一或多种粒状或纤维状陶瓷钎剂填充料,该填充料具有不大于6 ppm/K之热膨胀系数(CTE),且其中该钎接组成物具有介于约8 ppm/K至15 ppm/K之间的热膨胀系数。如申请专利范围第1项之组成物,其中该一或多种钎剂填充料中至少一者具有介于约0至5 ppm/K之间的热膨胀系数。如申请专利范围第1或2项之组成物,其中该一或多种钎剂填充料系选自Al2TiO5、Al2(1-x)MgxTi(1+x)O5、NaZr2P3O12、Ca1-xSrxZr4P6O24、Ln1/3Zr2(PO4)3(Ln=La、Gd)、Na(1+x)Zr2P(3-x)SixO12、Ca1-xSrxZr4P6O24、MgZr2P3O12、CaZr2P3O12、SrZr2P3O12、BaZr2P3O12、Sc2(WO4)3、Sc2(MoO4)3、ZrW2O8、PbTiO3、TaVO5、Ta2O5-WO3固体溶液、HfO2-TiO2固体溶液或LiO2-Al2O3-SiO2。如申请专利范围第1项之组成物,其中该一或多种钎剂填充料为钛酸铝。如申请专利范围第1项之组成物,其中该一或多种钎剂填充料中至少一者具有负值的热膨胀系数。如申请专利范围第5项之组成物,其中该一或多种钎剂填充料为钨酸锆。如申请专利范围第1或2项之组成物,其进一步包含一种陶瓷湿润反应性元素。如申请专利范围第7项之组成物,其中该湿润反应性元素系选自钛、铪、钒、铌或锆。如申请专利范围第1或2项之组成物,其中该钎接组成物具有约12ppm/K之热膨胀系数。如申请专利范围第1或2项之组成物,其中该主体钎接材料系选自Ag、Cu、Ni、Ti或彼等的合金。如申请专利范围第1或2项之组成物,其中该组成物在结构上可以稳定至高达约900℃。一种复合物,其包含:一第一接合构件,其包含陶瓷;一钎剂,其包含如申请专利范围第1至11项中任一项之非多孔性钎接组成物;一第二接合构件,其系由该钎接组成物接合该第一接合构件。如申请专利范围第12项之复合物,其中该第一接合构件为陶瓷。如申请专利范围第12项之复合物,其中该第一接合构件为金属陶瓷。如申请专利范围第12至14项中任一项之复合物,其中该第二接合构件系选自陶瓷、金属陶瓷、金属或玻璃-陶瓷。如申请专利范围第12项之复合物,其中该第一接合构件为陶瓷且该第二接合构件为金属。如申请专利范围第16项之复合物,其中该第一接合构件为YSZ且该第二接合构件为不锈钢。如申请专利范围第12项之复合物,其中该第一接合构件为金属陶瓷且该第二接合构件为玻璃-陶瓷。如申请专利范围第18项之复合物,其中该第一接合构件为Ni-YSZ。如申请专利范围第12至14项中任一项之复合物,其中毗邻陶瓷或金属陶瓷接合构件的该钎剂仅有一部份含有钎剂填充料。如申请专利范围第12至14项中任一项之复合物,其中该钎接组成物整体含有钎剂填充料。如申请专利范围第12至14项中任一项之复合物,其中该钎接组成物的CTE与陶瓷或金属陶瓷接合构件的CTE相差不超过约50%。如申请专利范围第22项之复合物,其中该钎接组成物的CTE与陶瓷或金属陶瓷接合构件的CTE相差不超过约20%。如申请专利范围第23项之复合物,其中该钎接组成物的CTE与陶瓷或金属陶瓷接合构件的CTE相差不超过约10%。如申请专利范围第24项之复合物,其中该钎接组成物的CTE与陶瓷或金属陶瓷接合构件的CTE相差不超过约5%。一种制造复合物之方法,其包含:提供一包含陶瓷之第一接合构件及一第二接合构件;经由使用如申请专利范围第1至11项中任一项之非多孔性钎接组成物进行钎接以接合该第一构件及第二构件。如申请专利范围第26项之方法,其中该第一接合构件为陶瓷。如申请专利范围第26项之方法,其中该第一接合构件为金属陶瓷。如申请专利范围第26至28项中任一项之方法,其中该第二接合构件系选自陶瓷、金属陶瓷、金属或玻璃-陶瓷。如申请专利范围第26项之方法,其中该第一接合构件为陶瓷且该第二接合构件为金属。如申请专利范围第30项之方法,其中该第一接合构件为YSZ且该第二接合构件为不锈钢。如申请专利范围第26项之方法,其中该第一接合构件为金属陶瓷且该第二接合构件为玻璃-陶瓷。如申请专利范围第32项之方法,其中该第一接合构件为Ni-YSZ。如申请专利范围第26至28项中任一项之方法,其中毗邻陶瓷或金属陶瓷接合构件的该钎剂仅有一部份含有钎剂填充料。如申请专利范围第26至28项中任一项之方法,其中该钎接组成物整体含有钎剂填充料。如申请专利范围第26至28项中任一项之方法,其中该钎接组成物的CTE与陶瓷或金属陶瓷接合构件的CTE相差不超过约50%。如申请专利范围第36项之方法,其中该钎接组成物的CTE与陶瓷或金属陶瓷接合构件的CTE相差不超过约20%。如申请专利范围第37项之方法,其中该钎接组成物的CTE与陶瓷或金属陶瓷接合构件的CTE相差不超过约10%。如申请专利范围第38项之方法,其中该钎接组成物的CTE与陶瓷或金属陶瓷接合构件的CTE相差不超过约5%。如申请专利范围第26至28项中任一项之方法,其中在钎接操作之前于一陶瓷接合构件上镀着一金属薄膜。如申请专利范围第26项之方法,其中系以选自下列之一的方法将主体钎剂金属或合金及钎剂填充料混配且施加至接合构件:将该填充料与粉化钎剂金属或合金混合且将混合物施加在接合处;使用填充料填充接合处,然后将钎剂合金熔化至接合处内;经由将填充料与钎剂预先一起熔化以制造含彼等的复合物,经冷却,及将所得复合物施用在接合处;经由将固体钎剂合金与填充料一起剪切以使填充料浸入固体钎剂合金;及经由将乾燥主体钎剂粉末及填充料与有机溶剂混合而预先形成糊的钎接组成物,然后将该糊施加到接合位置。
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