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摘要

第三代半導體推動 AMB 活性金屬釬焊陶瓷基板在功率器件領域大量應用，AgCuTi 活性焊膏是 AMB 基板制備的關鍵材料，傳統球磨工藝制備焊膏存在分散細度不足、均勻性差等短板。本文采用 TRILOS PM600V 混料脫泡機預混、TR80A 三輥機對 AgCuTi 活性焊膏進行分散研磨處理，經過 6 遍研磨后焊膏細度可達 13?μm；借助 LISICO LS?1 低場核磁共振分散穩定性分析儀，以 T?弛豫時間量化評價焊膏分散穩定性，測試結果表明隨著三輥機研磨次數增加，焊膏 T?弛豫時間降低，粉體團聚被有效打碎，分散穩定性得到提升。同時介紹 LISICO LS?1 儀器在工藝研究、保質期評估、成品批次質量管控方面的應用，闡述 TRILOS 三輥機在均質效率、操作精度、材質選配、維護、智能物聯方面的核心優勢，為 AMB 基板用 AgCuTi 活性焊膏的制備、工藝優化與質量檢測管控提供完整解決方案。

關鍵詞：AMB 基板；AgCuTi 活性焊膏；三輥機；混料脫泡；低場核磁共振；分散穩定性；第三代半導體

隨著電力電子技術高速發展，第三代半導體加速規模化應用。傳統 DBC 陶瓷基板存在結合可靠性差、覆銅厚度受限等缺陷，難以滿足功率器件高可靠應用要求。AMB 活性金屬釬焊陶瓷基板可靠性優勢突出，現已成為行業重點研究方向。

相比于 DBC 基板，AMB 基板熱導率高、銅層附著力強、熱阻小、可靠性優異，非常適用于新能源汽車、機車 IGBT 模塊封裝。其核心工藝為：在無氧銅與陶瓷之間涂覆 AgCuTi 焊膏，在 800~900℃高真空條件下釬焊成型。

AgCuTi 活性焊膏由釬料粉末和粘結劑復配，常溫操作，可防止活性 Ti 氧化，保證釬焊質量。傳統球磨工藝混合漿料，普遍存在分散細度不足、均勻性差、耗時長、難清洗等問題，限制工藝提升。針對這一痛點，借助 TRILOS TR80A 三輥機，實現 AgCuTi 活性焊膏高效均勻分散研磨。

一、材料與設備

材料：AgCuTi合金粉末（初始顆粒20μm左右）+松油醇

加工設備： TRILOS TR80A 電子控制型三輥機，搭配氧化鋯輥筒與合金鋼刮刀

TRILOS TR80A型三輥機為實驗室型三輥機的中間型號。其0.02L/hour至20L/hour的處理量解決了用戶從實驗室測試到中小規模試產的跨越銜接問題。高度創意化的設計令設備結構更為緊湊小巧，可便于安置在實驗室桌面使用。極富親和力的人機界面由全觸控工業控制屏來實現。獨特的在線間隙修正和配方菜單功能使設備使用操作更為輕松，令用戶不再面對冰冷的設備，而是以交互式的操作方式來進行控制。

二、分散研磨工藝與測試結果

1. 用TRILOS PM600V混料脫泡機預混合AgCuTi 活性焊膏。

圖1 TRILOS PM600V混料脫泡機

2. 將預處理后的漿料，用 TRILOS TR80A三輥機處理6遍，物料出料均勻，機器運轉平穩。

圖2 用TRILOS TR80A三輥機處理AgCuTi 活性焊膏

3. 漿料經三輥機分散后，通過出料口收集，同時用刮板細度計檢測粒徑。由下圖得知，研磨后物料的最終細度可達 13μm，滿足客戶的工藝指標要求，為后續 AMB 陶瓷基板的釬焊工序奠定了堅實的物料基礎。

圖3 刮板細度計檢測粒徑結果

4. 經過TRILOS三輥機分散制備的 AgCuTi 活性焊膏，可采用LISICO LS?1分散穩定性分析儀表征其穩定性。通過對比不同三輥工藝參數、粉體批次及配方體系下 AgCuTi 焊膏的分散效果，確定最佳工藝參數，預判儲存過程顆粒團聚風險，保證釬焊活性組分分布均勻，降低焊縫缺陷概率。

三、LISICO LS?1分散穩定性分析儀

作為新一代顆粒測試與界面表征儀器，該儀器采用時域核磁共振（TD?NMR）技術，無需稀釋樣品、不破壞樣品原始狀態，可實現對AgCuTi 活性焊膏分散效果的精準量化與檢測。   

 其核心測試原理基于固/液兩相體系的弛豫特性差異：在AgCuTi 活性焊膏中，合金粉末表面會吸附一層溶劑分子（束縛水），其運動受到顆粒表面的限制，弛豫時間較短；而遠離顆粒的自由溶劑分子（自由水）運動不受限，弛豫時間較長。該儀器通過核磁探頭產生靜磁場與射頻場，激發漿料樣品產生核磁信號，經譜儀放大處理后，由計算機完成數據后處理，獲得弛豫時間及弛豫譜圖。根據弛豫時間可精準評價漿料中顆粒的分散程度——弛豫時間越短，說明分散穩定性越好；反之則表明顆粒團聚嚴重，分散效果不佳。

圖4 低場 NMR 中自由水與結合水的分子運動特性示意圖

該儀器單個樣品測試時長不超過3分鐘，樣品無需提前預處理或者稀釋；搭配高精度控溫模塊，保障測試數據重復性好，適用于各類漿料體系的分散穩定性檢測。

圖5 LISICO LS-1 分散穩定性分析儀

將樣品裝入色譜瓶，經干式恒溫器恒溫處理1?h后，使用LISICO LS-1分散穩定性分析儀測定樣品的T2弛豫時間。

圖6樣品的T2弛豫時間

從圖6的測試結果可以看出，樣品的T2弛豫時間隨分散次數增加持續降低，表明相較于預混合原樣（0號樣品），采用TRILOS TR80A三輥機處理 AgCuTi 活性焊膏，焊膏的分散效果隨分散次數增加不斷提升。充分說明TRILOS三輥機的高剪切作用可有效打碎粉體團聚，增大顆粒比表面積，提升表面束縛相占比，改善焊膏分散狀態。

結合活性焊膏生產流程，LISICO LS-1 分散穩定性分析儀可貫穿AgCuTi 活性焊膏制備、工藝優化、成品檢測全環節，精準管控分散狀態。 

應用場景1：……（下載閱讀全文）