[發明專利]一種銀釬焊膏及其制備方法

有效

• 申請號: 201610125808.1
• 申請日: 2016-03-07
• 公開（公告）號: CN105643148B
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 發明（設計）人: 毛琳;王鵬鵬;陳樂生;沈敏華
• 申請（專利權）人: 上海和伍復合材料有限公司
• 主分類號: B23K35/40
• 分類號: B23K35/40
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于焊接技術領域，具體地說，是一種銀釬焊膏及其制備方法。

背景技術

銀焊膏具有較低的熔點，良好的潤濕性和填滿間隙的能力，施焊后接頭具有強度高，導電性和耐蝕性能優良的優點，目前已廣泛應用于制冷、電器、航天航空等領域。在自動化釬焊過程中，焊膏可以被定量地施展在待焊處，與自動化焊接設備配合可以實現快速精確點膏，因而極大地提高了釬焊效率，受到使用者普遍的青睞。在感應焊過程中，以被焊金屬表面及焊膏中金屬粉的渦流電阻產生的熱量作為熱源，同時通過熱傳導的方式傳熱，使得焊膏逐漸融化鋪展，連接被焊金屬。在電阻釬焊過程中，被焊工件間施加焊膏后，被壓在兩電極之間，并通以電流，利用電流流經工件接觸面及鄰近區域產生的電阻熱將其加工到熔化狀態，使之形成金屬結合。因而在感應釬焊或電阻釬焊過程中，焊膏的內部傳熱及導電性能是影響其釬焊性能的重要因素。然而，焊膏配方中的載體和釬劑導熱導電性能往往不佳，容易延緩焊膏的熔化過程，從而降低釬焊效率。

石墨烯具有極大的載流子遷移率(15000cm²/(V·s))，其熱導率可達5000W/(m·K)。由于石墨烯良好的導電導熱能力，將其引入焊膏體系可以在感應焊或電阻焊過程中提高焊膏的導電導熱性能，縮短焊膏融化時間，進而提高釬焊效率。

公開號為CN 104400247 A的中國發明專利，提供了一種高導熱石墨烯-Sn-Ag系復合釬料的制備方法。該方法極好地提高了Sn-Ag系釬料的導熱性能，并且通過石墨烯表面鍍金屬，有效解決了石墨烯在復合釬料中容易上浮和團聚的問題。該發明說明石墨烯的引入確實可以提高焊料的導熱性能。但此方法通過在石墨烯表面鍍金屬來解決石墨烯團聚和上浮的問題，方法過于復雜。

因此，以一種可實施性強、操作簡單的工藝手段實現高導熱導電型石墨烯-焊材的制備具有重要意義。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的不足，提出了一種用石墨烯改善的高導熱導電焊材的制備方法，即一種銀釬焊膏及其制備方法，采用可實施性強、操作簡單的工藝手段實現高導熱導電型石墨烯-焊材的制備。

為實現上述目的：

本發明提供一種高導熱導電型銀釬焊膏的制備方法，包括如下步驟：

第一步：將石墨稀分散在具有一定粘度的載體中，得到石墨烯/載體分散體系；

第二步：在石墨烯/載體分散體系中加入銀焊粉和釬劑，得到的石墨烯/載體/銀焊粉/釬劑混合體系；

第三步：將第二步得到的混合體系進行研磨，得到石墨烯均勻分散的高導熱導電型銀釬焊膏。

進一步的，所述第一步中：與氧化還原法制備的石墨烯相比，機械剝離法、外延生長法和化學氣相沉淀法等制備的石墨烯導電導熱性能更好。更進一步的，球磨法具有操作方便、運行安全、產量大等優點，優選以球磨法制備的石墨烯。

進一步的，所述第二步中：隨著石墨烯比例的提高，焊膏的導電導導熱性能也隨之提高，但隨著合金粉的比例的下降，所形成接頭的綜合性能會受到影響。因此，為了保持更好的綜合性能，石墨烯在載體中的添加比例優選為5-20wt％。

進一步的，所述第二步中：為了充分束縛住石墨烯片層，避免上浮或發生團聚，所述載體的粘度優選為5000-30000cp。

更進一步的，所述第二步中：載體的選擇范圍包括聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯、聚丁烯、聚乙二醇、凡士林、乙二醇乙醚醋酸酯、香蕉水中的一種或多種，載體粘度的大小可以通過高分子有機物、中分子量有機物、稀釋溶劑等進行調整。

進一步的，所述第二步中：所述銀焊粉需不與載體、釬劑反應。所述銀焊粉的種類主要包括銀銅鋅焊粉、銀銅磷焊粉、銀銅鋅鎘焊粉。

進一步的，所述第二步中：所述釬劑主要作用是與釬焊加熱過程中生成的氧化物反應，去除金屬氧化物，輔助焊接過程順利進行，并且所述釬劑需不與載體、焊粉發生反應。所述釬劑包括碳酸鉀、氟化鉀、氟化鈣、氧化硼、硼酸、氟硼酸鉀、硼酸鉀、硼酸鈉、氟氫化鉀、水中的一種或多種。

進一步的，所述第二步中，所述焊粉作為焊膏的主要組成，添加比例優選為55-90wt％，釬劑用于輔助焊接，添加比例優選為為10-30wt％。

進一步的，所述第三步中：為使石墨烯得到充分的分散，優選三輥研磨機對焊膏進行多次研磨，更進一步的，所述研磨次數優選為10-200次。

本發明還提供一種上述制備方法制備的高導熱導電型銀釬焊膏。