TRILOS（泰洛思）三辊机与混料脱泡机用于 AMB 基板AgCuTi 活性焊膏高效分散

摘要

第三代半导体推动 AMB 活性金属钎焊陶瓷基板在功率器件领域大量应用，AgCuTi 活性焊膏是 AMB 基板制备的关键材料，传统球磨工艺制备焊膏存在分散细度不足、均匀性差等短板。本文采用 TRILOS PM600V 混料脱泡机预混、TR80A 三辊机对 AgCuTi 活性焊膏进行分散研磨处理，经过 6 遍研磨后焊膏细度可达 13 μm；借助 LISICO LS‑1 低场核磁共振分散稳定性分析仪，以 T₂弛豫时间量化评价焊膏分散稳定性，测试结果表明随着三辊机研磨次数增加，焊膏 T₂弛豫时间降低，粉体团聚被有效打碎，分散稳定性得到提升。同时介绍 LISICO LS‑1 仪器在工艺研究、保质期评估、成品批次质量管控方面的应用，阐述 TRILOS 三辊机在均质效率、操作精度、材质选配、维护、智能物联方面的核心优势，为 AMB 基板用 AgCuTi 活性焊膏的制备、工艺优化与质量检测管控提供完整解决方案。

关键词：AMB 基板；AgCuTi 活性焊膏；三辊机；混料脱泡；低场核磁共振；分散稳定性；第三代半导体

随着电力电子技术高速发展，第三代半导体加速规模化应用。传统 DBC 陶瓷基板存在结合可靠性差、覆铜厚度受限等缺陷，难以满足功率器件高可靠应用要求。AMB 活性金属钎焊陶瓷基板可靠性优势突出，现已成为行业重点研究方向。

相比于 DBC 基板，AMB 基板热导率高、铜层附着力强、热阻小、可靠性优异，非常适用于新能源汽车、机车 IGBT 模块封装。其核心工艺为：在无氧铜与陶瓷之间涂覆 AgCuTi 焊膏，在 800~900℃高真空条件下钎焊成型。

AgCuTi 活性焊膏由钎料粉末和粘结剂复配，常温操作，可防止活性 Ti 氧化，保证钎焊质量。传统球磨工艺混合浆料，普遍存在分散细度不足、均匀性差、耗时长、难清洗等问题，限制工艺提升。针对这一痛点，借助 TRILOS TR80A 三辊机，实现 AgCuTi 活性焊膏高效均匀分散研磨。

一、材料与设备

材料：AgCuTi合金粉末（初始颗粒20μm左右）+松油醇

加工设备： TRILOS TR80A 电子控制型三辊机，搭配氧化锆辊筒与合金钢刮刀

TRILOS TR80A型三辊机为实验室型三辊机的中间型号。其0.02L/hour至20L/hour的处理量解决了用户从实验室测试到中小规模试产的跨越衔接问题。高度创意化的设计令设备结构更为紧凑小巧，可便于安置在实验室桌面使用。极富亲和力的人机界面由全触控工业控制屏来实现。独特的在线间隙修正和配方菜单功能使设备使用操作更为轻松，令用户不再面对冰冷的设备，而是以交互式的操作方式来进行控制。

二、分散研磨工艺与测试结果

1. 用TRILOS PM600V混料脱泡机预混合AgCuTi 活性焊膏。

图1 TRILOS PM600V混料脱泡机

2. 将预处理后的浆料，用 TRILOS TR80A三辊机处理6遍，物料出料均匀，机器运转平稳。

图2 用TRILOS TR80A三辊机处理AgCuTi 活性焊膏

3. 浆料经三辊机分散后，通过出料口收集，同时用刮板细度计检测粒径。由下图得知，研磨后物料的最终细度可达 13μm，满足客户的工艺指标要求，为后续 AMB 陶瓷基板的钎焊工序奠定了坚实的物料基础。

图3 刮板细度计检测粒径结果

4. 经过TRILOS三辊机分散制备的 AgCuTi 活性焊膏，可采用LISICO LS‑1分散稳定性分析仪表征其稳定性。通过对比不同三辊工艺参数、粉体批次及配方体系下 AgCuTi 焊膏的分散效果，确定最佳工艺参数，预判储存过程颗粒团聚风险，保证钎焊活性组分分布均匀，降低焊缝缺陷概率。

三、LISICO LS‑1分散稳定性分析仪

作为新一代颗粒测试与界面表征仪器，该仪器采用时域核磁共振（TD‑NMR）技术，无需稀释样品、不破坏样品原始状态，可实现对AgCuTi 活性焊膏分散效果的精准量化与检测。   

 其核心测试原理基于固/液两相体系的弛豫特性差异：在AgCuTi 活性焊膏中，合金粉末表面会吸附一层溶剂分子（束缚水），其运动受到颗粒表面的限制，弛豫时间较短；而远离颗粒的自由溶剂分子（自由水）运动不受限，弛豫时间较长。该仪器通过核磁探头产生静磁场与射频场，激发浆料样品产生核磁信号，经谱仪放大处理后，由计算机完成数据后处理，获得弛豫时间及弛豫谱图。根据弛豫时间可精准评价浆料中颗粒的分散程度——弛豫时间越短，说明分散稳定性越好；反之则表明颗粒团聚严重，分散效果不佳。

图4 低场 NMR 中自由水与结合水的分子运动特性示意图

该仪器单个样品测试时长不超过3分钟，样品无需提前预处理或者稀释；搭配高精度控温模块，保障测试数据重复性好，适用于各类浆料体系的分散稳定性检测。

图5 LISICO LS-1 分散稳定性分析仪

将样品装入色谱瓶，经干式恒温器恒温处理1 h后，使用LISICO LS-1分散稳定性分析仪测定样品的T2弛豫时间。

图6样品的T2弛豫时间

从图6的测试结果可以看出，样品的T2弛豫时间随分散次数增加持续降低，表明相较于预混合原样（0号样品），采用TRILOS TR80A三辊机处理 AgCuTi 活性焊膏，焊膏的分散效果随分散次数增加不断提升。充分说明TRILOS三辊机的高剪切作用可有效打碎粉体团聚，增大颗粒比表面积，提升表面束缚相占比，改善焊膏分散状态。

结合活性焊膏生产流程，LISICO LS-1 分散稳定性分析仪可贯穿AgCuTi 活性焊膏制备、工艺优化、成品检测全环节，精准管控分散状态。 

应用场景1：……（下载阅读全文）