[發明專利]一種Sn基復合焊料片的制備方法

在審

• 申請號: 201810264536.2
• 申請日: 2018-03-28
• 公開（公告）號: CN108453414A
• 公開（公告）日: 2018-08-28
• 發明（設計）人: 肖勇;朱陳中;宋志鵬;牛萬里;肖玨;何煌
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: B23K35/26
• 分類號: B23K35/26;B23K35/40
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 崔友明

本發明涉及焊接技術領域，具體涉及一種Sn基復合焊料片的制備方法，包括以下步驟：S1對開孔的泡沫金屬進行表面處理；S2填充熔融的Sn基焊料：通過浸滲的方式在泡沫金屬中填充熔融的Sn基焊料，即將表面處理后的泡沫金屬片浸入熔融的Sn基焊料中，待焊料充分填充進孔后取出；S3交替疊加熱壓處理：將填充有Sn基焊料的泡沫金屬片交替疊加在一起，并對疊層進行反復熱壓處理，最終制得Sn基復合焊料片。本發明的有益效果為：保證了釬焊時Sn基焊料的流動性；通過改變泡沫Cu和泡沫Ni疊加的層數，復合焊料片中Cu、Ni金屬的比例能得到有效控制；有效提高釬焊接頭的強度及高溫穩定性。

技術領域

本發明涉及焊接技術領域，具體涉及一種Sn基復合焊料片的制備方法。

背景技術

隨著電子封裝技術的發展，人們對小尺寸，大功率和高頻率功率器件的性能的要求也越來越高。焊料作為互連材料中重要組成部分，其性能將直接影響互連接頭的性能，因此，提高焊料的強度和高溫性能逐漸成為提升電子器件產品品質的重要攻堅方向。

泡沫金屬增強的低熔點復合焊料片具有強度高，焊接性能好等優點，在電子封裝領域有著廣闊的應用前景。如專利(ZL201710149734X)公布了一種泡沫金屬復合焊料片的制備方法，采用了在泡沫金屬的表面涂覆一層活性金屬鍍層，活性金屬鍍層提高了泡沫金屬基體強度。但活性金屬鍍層的厚度及均勻性難以有效控制，而且采用涂覆活性金屬鍍層的過程繁瑣，不能滿足工程中對高效率焊接的要求。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對上述現有技術而提出一種Sn基復合焊料片的制備方法，工藝簡單，其可以解決釬焊過程效率低，接頭強度不高、高溫服役性能差的問題。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案是：一種Sn基復合焊料片的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1對開孔的泡沫金屬進行表面處理；

S2填充熔融的Sn基焊料：通過浸滲的方式在泡沫金屬中填充熔融的Sn基焊料，即將表面處理后的泡沫金屬片浸入熔融的Sn基焊料中，待焊料充分填充進孔后取出；

S3交替疊加熱壓處理：將填充有Sn基焊料的泡沫金屬片交替疊加在一起，并對疊層進行反復熱壓處理，最終制得Sn基復合焊料片。

按上述方案：所選用的泡沫金屬片為泡沫Cu和泡沫Ni。所述泡沫金屬片通過液態金屬凝固法、金屬沉積法、固態金屬燒結法中的任意一種制得。

按上述方案：將填充有Sn基焊料的泡沫Cu和泡沫Ni交替疊加在一起，并對疊層進行反復熱壓處理，使Cu和Ni金屬呈現均勻彌散分布。

按上述方案：步驟S2所述的填充時間為5～30s，Sn基焊料的填充溫度為250-300℃，使Cu、Ni金屬與Sn基焊料之間沒有明顯的初始冶金產物。

按上述方案：所述的泡沫金屬片的層數為2-7層。

按上述方案：所述的Sn基焊料為純Sn、Sn-Bi合金、Sn-Ag合金、Sn-Pb合金、Sn-Zn合金、Sn-Cu合金、Sn-Ag-Cu合金中的一種。

按上述方案：步驟S1所述的泡沫金屬表面處理包括有除油除銹處理、超聲清洗處理和去離子水清洗處理，其中酸洗處理使用的酸為體積濃度為1％～5％的稀鹽酸，超聲清洗時間為5-15min。

按上述方案：所述的熱壓后得到的Sn基復合焊料片厚度為0.01-0.5mm。

按上述方案：所述泡沫金屬的孔隙率為60％～98％。

與現有技術相比，本發明的有益效果為：

1)能使Cu和Ni金屬均勻彌散分布于Sn基焊料中，并且Cu、Ni金屬與Sn基焊料之間沒有明顯的初始冶金產物，保證了釬焊時Sn基焊料的流動性；