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。其最低0.02L/hour至最高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，完全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：焊膏样品的分散工艺研究。该仪器可对不同工艺制备的浆料样品进行测试，采集弛豫时间与谱图，对比浆料的稳定性；弛豫时间偏高说明粉体团聚严重，可筛选研磨参数与分散剂添加量，确定最佳工艺，避免欠分散与过分散，减少生产成本。 

应用场景2：焊膏保质期评估。AgCuTi活性焊膏储存时若发生沉降、团聚，会影响后续钎焊成型质量。传统静置观察法判断主观且无数据进行量化，利用该仪器可每隔一段时间持续测试不同储存时间下焊膏的弛豫时间变化，数据稳定代表焊膏稳定性好；弛豫时间持续上升则说明粉体团聚沉降，需要优化配方或储存条件，以此快速评估焊膏保质期，支撑库存与生产排期，规避焊膏失效带来的焊接缺陷。

应用场景3：成品焊膏质量验收与批次一致性管控。AgCuTi活性焊膏不同批次分散一致性，对钎焊成品性能影响很大。使用该仪器先选取合格焊膏样品测试，建立弛豫时间标准阈值；每批次成品焊膏抽样检测，对比标准范围判定是否合格，不合格焊膏需重新处理。仪器可留存全部批次测试记录，搭建质量追溯体系，焊接出现异常时能够回溯焊膏分散状态，快速定位问题，支撑工艺改进。 

四、TRILOS 品牌实力与三辊机核心优势

TRILOS（泰洛思）作为专业的精密设备制造商，始终将客户满意作为终极发展目标，秉持 “不止于设备” 的理念，将优质工艺技术与客户实际生产需求深度融合，打造高适配性的研磨分散设备。目前，泰洛思的产品已在美国、欧洲、韩国、日本以及中国台湾等多个国家和地区获得了广泛应用与高度认可。

其三辊机凭借多项核心技术优势，成为物料分散研磨的优质选择，具体优势如下：

1. 均质分散效率高：采用一次循环研磨模式，可有效实现物料的均质化与精细化分散，显著减小颗粒尺寸，打破粉体团聚现象，制备出均一性优异的浆料，为物料后续加工提供优质基础；

2. 操作精准更便捷：支持触摸屏可视化调节各辊间距，精准保障辊子平行度；刮刀采用弹性张紧插口设计，实现刮刀恒压作业，整个操作过程中无需反复调节，大幅提升生产效率；

3. 材质适配性极强：辊子与刮刀可灵活搭配多种材质，从不锈钢到氧化铝、碳化硅、氧化锆等均可按需选择，能满足不同物料的研磨分散需求，适配多行业生产场景；

4. 安全易维护：配备完善的安全防护装置，全方位保障操作人员的作业安全；设备整体结构设计人性化，清洗流程简单、操作快速，大幅降低设备后期维护成本；

5. 智能物联化管理：物联网智能化三辊机解决方案，解决了客户在使用中遇到的数据无法量化分析，数据丢失，设备互相独立，无法联网进行管理和控制等等方面的问题。让客户可以对设备进行数据分析，对员工进行权限分配和管理，设备运行过程保持全程记录和备份，利于加工过程参数的研究和设计开发。此外，该智能物联平台还可以接入混料机、三辊机、上料机、均质机等设备平台，同时可以接入在线粘度计、在线粒度仪、在线近红外分析仪等仪器进行实时监控。