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成都陶瓷基板-真空钎焊炉

所属:成都真空钎焊炉

      AMB 陶瓷真空钎焊炉是陶瓷和铜直接放一起是焊不上的——陶瓷不润湿、铜怕氧化、两者受热膨胀差还大。设备先把陶瓷基板、铜片和 Ag-Cu-Ti 钎料按叠层装进石墨或陶瓷料架,抽真空到 10⁻²~10⁻³ Pa 级排净氧和水汽(活性钎料里的钛怕氧,氧一多活性就没了);随后按设定曲线分段升温,在活化温度区停留,让钛与陶瓷表面反应生成 TiN / TiO / TiC 类过渡层,把"不润湿"变成冶金结合;到达钎焊温度(Ag-Cu-Ti 约 800~950 ℃)保温,钎料铺展填满界面成形;最后梯度缓冷,逐步释放陶瓷与铜的热膨胀应力,减少翘曲开裂。一句话:高真空防氧化、活性钎料润湿陶瓷、均匀温场控应力——三个条件同时做对,铜和陶瓷焊得牢、不氧化、不翘曲。

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AMB 真空钎焊炉

把氮化铝、氮化硅陶瓷基板和铜片,在真空环境里用活性钎料焊成 AMB 覆铜基板——IGBT、SiC 功率模块的承载基板。铜和陶瓷热膨胀差大、本身又不润湿,设备要做的就是把温度、真空度和升降温节奏同时管住。

适用工艺: AlN / Si₃N₄ 陶瓷覆铜基板 · Ag-Cu-Ti 活性钎焊 · IGBT / SiC 功率模块基板


01 · 技术特点

技术特点

设备先抽真空后升温,工作真空 10⁻²~10⁻³ Pa 级,氧和水汽在升温前排出炉外,铜片不发黑、界面不污染;有效区多点测温、温度均匀性 ≤±3 ℃,整板基板边缘和中心钎焊条件一致,大板也能焊匀;升温速率可编程、活化温度区可停留,串级 PID 双回路控温精度 ±1 ℃,陶瓷和铜热膨胀差大时应力开裂、铜层脱落批次波动小;降温段梯度缓冷逐步释放热应力,大尺寸基板出炉更平整、翘曲好控制;炉膛有效区按基板长宽、叠装层数和单炉产量定制,平铺工装 / 多层料架可配,120×120 mm 到 300×300 mm 以上的基板都能匹配装炉方案;温度、真空度全程记录,多组 AMB / DBC 工艺配方可存储调用,批量复现同一套参数,审厂要数据随时导出。

02 · 适用范围

适用范围

       设备主要用于 AlN 氮化铝、Si₃N₄ 氮化硅、Al₂O₃ 氧化铝陶瓷基板与无氧铜 / 紫铜片的 AMB 覆铜钎焊,采用 Ag-Cu-Ti 活性钎料,支持多层叠层钎焊;典型应用是功率半导体封装(IGBT 模块、SiC 功率模块基板)、新能源电驱 / 车规(车用电驱模块、耐热循环要求高的场景)、光伏 / 储能逆变(大电流承载陶瓷基板)以及轨交 / 工业变频(牵引变流器、变频器功率模块基板)。能不能做,看陶瓷种类、铜层厚度和可靠性要求,先拿样件试焊再定方案。

03 · 型号规格

型号与技术参数(可按工艺定制)

下表为典型配置,炉膛尺寸、最高温度、真空配置、热场类型均可按客户工艺需求调整。

项目参数备注
型号AMB-600 / AMB-800(示例)按炉膛尺寸命名
有效加热区尺寸宽 × 高 × 深:600 × 600 × 800 mm(示例炉型)按基板尺寸 / 叠装层数 / 产量定制
最高温度1200 ℃(石墨热场)可选钼带热场,按工艺选择
长期工作温度≤1100 ℃—
温度均匀性≤±3 ℃(1000 ℃,多点测温,空炉)—
极限真空度≤5×10⁻³ Pa(空炉、冷态、净化后)高洁净工艺可配至更高真空
工作真空度10⁻²~10⁻³ Pa(钎焊过程,含放气)以工艺实测为准
压升率≤0.67 Pa/h(充分除气后)衡量炉体密封性
控温精度±1 ℃(串级 PID 双回路)—
升温速率5~15 ℃/min,可编程;活化温度区可停留按陶瓷种类与基板尺寸设速
冷却方式真空梯度缓冷 / 充气对流冷却按翘曲要求配置
加热元件石墨棒 / 钼带(可选)按温度段与洁净度选型
整机功率约 40~90 kW(按炉型)以技术协议为准
控制系统PLC + 触摸屏,工艺曲线存储与数据记录可配追溯系统
出厂验收空炉测试 + 负载试焊,附测试报告验收项目按技术协议
参数可根据客户工艺需求做调整炉膛尺寸可定制最高温度可定制型号分类
04 · 常见问题

选型前,先看这几个问题

为什么 AMB 必须真空环境?
活性钎料里的钛对氧非常敏感,氧一多钛就氧化失效,陶瓷界面就结合不上;铜片在高温有氧环境也会发黑。
真空把氧和水汽排净,活性钎料才能正常工作。气氛炉靠惰性气体"压氧",炉内仍有微量氧,对 AMB 这种界面要求高的工艺风险大。
陶瓷不润湿,怎么和铜焊到一起?
靠活性钎料:
Ag-Cu-Ti 钎料里的钛在钎焊温度下和陶瓷表面反应,生成 TiN / TiO / TiC 类过渡层,把"不润湿"变成冶金结合——这就是 AMB 和普通钎焊的本质区别。
钎焊温度一般在 800~950 ℃:太低反应不足、结合弱;太高铜软化、陶瓷应力大。设备把温度和真空度控准,让反应稳定发生。
AMB 和 DBC 的工艺差别在哪?
DBC 是铜箔在高温下直接和陶瓷表面形成共晶结合,工艺窗口窄、对陶瓷表面要求高,界面空洞不好控制。
AMB 用活性钎料做中间层,结合强度更高、耐热循环更好,适合大电流、高可靠性的 IGBT / SiC 模块。
设备上,AMB 对真空度、温度均匀性和缓冷控制的要求都比 DBC 严格。
基板钎焊后翘曲、开裂是什么原因?
主要来自陶瓷和铜的热膨胀系数差:升得快、冷得急,应力来不及释放就会翘曲甚至开裂。
设备侧:升温速率可编程、梯度缓冷、温场均匀性 ≤±3 ℃(多点实测),从源头减少温差应力。
工艺侧:控制升降温速率、钎焊温度窗口、叠层对称性。试焊时按不同曲线各做几件,测翘曲度和界面,定好窗口再批量。
基板 200×150 mm,炉膛要多大?
有效区按基板尺寸+料架余量+叠装层数一起算:
200×150 mm 基板,炉膛宽度至少 300 mm 以上;高度看单层还是多层叠装;深度看一排摆几片。
把基板尺寸、单炉目标产量、翘曲要求报给工程师,按这三个数核算炉膛尺寸——不是越大越好,装不满反而费电、升温慢、均匀性难保证。
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