[發(fā)明專利]熱致液晶聚合物增強的錫銀基無鉛復(fù)合釬料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810226722.3
• 申請日: 2008-11-21
• 公開（公告）號: CN101406998A
• 公開（公告）日: 2009-04-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭福;申灝;邰楓;王朝;史耀武;雷永平;夏志東
• 申請（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: B23K35/22
• 分類號: B23K35/22
• 代理公司: 北京思海天達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 張 慧

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無鉛復(fù)合釬料制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種熱致液晶聚合物增強的錫銀基無鉛復(fù)合釬料及其制備方法。

背景技術(shù)

目前，新型電子封裝用無鉛釬料已成為各國研究的熱點。隨著微電子行業(yè)對連接釬焊接頭可靠性要求的不斷增長，要求無鉛釬料必須具有高強度的特征，以確保其服役過程的可靠性和穩(wěn)定性。近些年來，國內(nèi)外已經(jīng)研究開發(fā)出多種無鉛復(fù)合釬料合金。目前最有代表性的無鉛釬料合金主要為富Sn基合金，如Sn-Cu、Sn-Ag、Sn-Zn二元合金，以及Sn-Ag-Cu、Sn-Ag-Bi等三元系合金或多元合金。Sn-3.5Ag二元共晶合金，因其較好的釬焊工藝性能、良好的力學(xué)性能，已成為國際公認的最有應(yīng)用前景的無鉛釬料合金。

但是，現(xiàn)有的無鉛釬料合金尚不能滿足性能要求，為了進一步提高無鉛釬料的綜合性能，特別是使其具有更高的力學(xué)性能和可靠性，一般采用如下兩種方法：一種是“合金化法”，即將Cu、Ni等合金元素添加到基體釬料中形成多元合金；另一種是將增強顆粒添加到基體中制備“復(fù)合釬料”，以提高釬料的力學(xué)性能和抗蠕變性能(如，CN1621194A)。

但在以往的復(fù)合釬料中，增強顆粒往往不能與基體產(chǎn)生良好的結(jié)合，在起到強化作用的同時，也往往會降低釬料本身的性能，如工藝性能和可靠性。

而添加到釬料中的增強相顆粒應(yīng)滿足以下要求：與基體有很好的連接；在正常再流的條件下，與熔化釬料的相溶性較好；能在基體中均勻地分散；且具有理想的尺寸。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，而提供一種熱致液晶聚合物增強的錫銀基無鉛復(fù)合釬料及其制備方法。本發(fā)明所發(fā)明的無鉛復(fù)合釬料具有良好的潤濕工藝性能和力學(xué)性能，且制備工藝簡單。

本發(fā)明所提供的熱致液晶聚合物增強的錫銀基無鉛復(fù)合釬料，由Sn-3.5Ag釬料膏和熱致液晶聚合物增強顆粒組成，其中，釬料膏所占重量百分比為98-99.7％，增強顆粒所占重量百分比為0.3-2％；所述的釬料膏為市售Sn-3.5Ag釬料膏，其中釬料所占的重量百分比為85％，釬劑所占的重量百分比為15％；所述的增強顆粒為聚乙二醇雙4-羰苯-臨聯(lián)甲苯酰胺熱致液晶聚合物。

本發(fā)明所提供的熱致液晶聚合物增強的錫銀基無鉛復(fù)合釬料的制備方法包括以下步驟：

將聚乙二醇雙4-羰苯-臨聯(lián)甲苯酰胺熱致液晶聚合物添加到Sn-3.5Ag釬料膏中，攪拌均勻，制得熱致液晶聚合物增強的錫銀基無鉛復(fù)合釬料；復(fù)合釬料中，釬料膏所占重量百分比為98-99.7％，增強顆粒所占重量百分比為0.3-2％；釬料膏由重量百分比為85％的Sn-3.5Ag釬料和15％的釬劑組成。

其中，所述的增強顆粒聚乙二醇雙4-羰苯-臨聯(lián)甲苯酰胺熱致液晶聚合物可采用文獻Wen?Xiong?Zhang；Fukuji?Higashi.Journalof?Polymer?Science：Part?A：Polymer?Chemistry，1993，31，2935-2940中報道的方法制得。

本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

本發(fā)明所選用的聚乙二醇雙4-羰苯-臨聯(lián)甲苯酰胺熱致液晶聚合物增強顆粒的液晶態(tài)熔化溫度區(qū)間與傳統(tǒng)Sn-Ag共晶釬料合金基體的熔點接近，因此該聚合物增強顆?？梢院芎玫嘏c基體結(jié)合，所制備的復(fù)合釬料的潤濕性能良好，剪切強度高，力學(xué)性能優(yōu)秀。

附圖說明

圖1、實施例2制備的熱致液晶聚合物增強的錫銀基無鉛復(fù)合釬料的內(nèi)部顯微組織。

圖2、對比例中的Sn-Ag共晶釬料合金的內(nèi)部顯微組織。

從圖1和2中可以看出，Sn-Ag共晶釬料界面組織細小，而添加聚乙二醇雙4-羰苯-臨聯(lián)甲苯酰胺聚合物的釬料顯微組織晶界組織明顯，說明所添加的聚合物增強顆粒存在于晶界組織中，從微觀角度揭示所添加的增強顆粒會提高復(fù)合釬料的力學(xué)性能。

以下結(jié)合附表和具體實施方式對本發(fā)明作進一步說明。

具體實施方式

下述實施例中復(fù)合釬料的熔化特性實驗采用差熱分析儀(DSC)測定，復(fù)合釬料的用量為10mg，樣品室通入高純氮氣作為保護氣氛，加熱速率為2℃/min。

潤濕工藝性能實驗參考GB11364-89《釬料鋪展性及填縫性實驗方法》的規(guī)定進行：采用0.2mm厚的薄銅片作為基板，尺寸為40mm×40mm，經(jīng)600號砂紙打磨，無水乙醇清洗涼干。復(fù)合釬料的用量為0.227g，用塞多利斯電子天平稱量。