[發(fā)明專利]一種強(qiáng)韌一體性Cu/Sn/Ag焊接材料原位增韌方法有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 202010979413.4 | 申請(qǐng)日： | 2020-09-17 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN112157257B | 公開（公告）日： | 2022-04-29 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 徐紅艷;徐菊 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 中國科學(xué)院電工研究所 |
| 主分類號(hào)： | B22F1/17 | 分類號(hào)： | B22F1/17;B22F3/02;B22F5/00;B23K20/00;B23K20/26;B23K35/40;C23C14/16;C23C14/34;C23C28/02;C25D3/30 |
| 代理公司： | 北京科迪生專利代理有限責(zé)任公司 11251 | 代理人： | 張乾楨 |
| 地址： | 100190 *** | 國省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 強(qiáng)韌 體性 cu sn ag 焊接 材料 原位 方法 | ||
1.一種強(qiáng)韌一體性Cu/Sn/Ag焊接材料原位增韌方法，其特征在于，包括如下步驟：
步驟(1)將不同粒徑的銅顆粒均勻電鍍一層2～3μmSn鍍層，然后在Cu/Sn粉末表面物理均勻沉積一層1μm Ag層，得到Cu/Sn/Ag粉末；
步驟(2)將步驟(1)制備的Cu/Sn/Ag粉末進(jìn)行配比，放置于混料機(jī)中，在100～300r/min速率下，機(jī)械混合1～2h，得到粒徑均勻混合的粉末；所述步驟(2)中，Cu/Sn/Ag粉末的顆粒尺寸為兩種或三種，當(dāng)采用兩種顆粒尺寸時(shí)，配比按大小粒徑的用量為1:2的質(zhì)量比例進(jìn)行配比；當(dāng)顆粒尺寸為三種時(shí)，按大中小粒徑的用量為1：2：3的質(zhì)量比例進(jìn)行配比；
步驟(3)將步驟(2)制備的粉體在高壓壓片機(jī)上壓力成型，所述高壓壓片機(jī)壓力范圍為10～30MPa，得到厚度為100～400μm的Cu/Sn/Ag復(fù)合預(yù)成型焊片；
步驟(4)對(duì)所述的復(fù)合預(yù)成型焊片進(jìn)行低溫瞬態(tài)液相擴(kuò)散焊接，通過Sn與Cu、Sn與Ag同時(shí)發(fā)生擴(kuò)散反應(yīng)，使得低熔點(diǎn)的Sn完全轉(zhuǎn)化為Cu3Sn和Ag3Sn界面金屬間化合物，制備出Cu3Sn/Ag3Sn包覆Cu顆粒的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)接頭。
2.一種Cu/Sn/Ag三元體系強(qiáng)韌一體性三維網(wǎng)絡(luò)接頭制備方法，其特征在于，所述的制備步驟如下：
步驟(1)將三種不同粒徑的Cu粉末按照3:2:1的質(zhì)量比例配置，三種粉末粒徑分別為：5～50μm，15～30μm及30～50μm；
步驟(2)將粒徑配置好的Cu粉末均勻混合，在0.25A的電流下電鍍1～3小時(shí)，每15～30min攪拌一次，得到鍍Sn層厚度為2～3μm的Cu/Sn電鍍粉末；
步驟(3)將電鍍Cu/Sn粉末放置于帶自動(dòng)攪拌裝置的物理氣相沉積設(shè)備中，攪拌速率為10～50r/min，Ag靶材的濺射功率為300～600W，獲得的Ag鍍層厚度為500～1000nm；
步驟(4)將制備好的Cu/Sn/Ag復(fù)合粉末放置于定型模具中，磨平，設(shè)定壓片壓力為7～20MPa，保壓時(shí)間5min，得到厚度為100～400μm的預(yù)成型焊片；
步驟(5)Cu/Sn/Ag預(yù)成型焊片在250℃～280℃的焊接溫度下回流8～40min，得到強(qiáng)韌一體的三維網(wǎng)絡(luò)焊接接頭本體。
3.一種Cu/Sn/Ag三元體系強(qiáng)韌一體性復(fù)合預(yù)成型焊片的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
步驟(1)將30～50μm，15～30μm，及5～15μm粒徑的銅顆粒分別均勻的電鍍一層2～3μmSn鍍層，Cu/Sn粉末表面物理均勻沉積一層1μm Ag層；
步驟(2)將步驟(1)制備的Cu/Sn/Ag粉末按大中小粒徑1：2：3的質(zhì)量比例進(jìn)行配比，放置于混料機(jī)中，在100～300r/min速率下，機(jī)械混合1～2h，得到粒徑均勻混合的粉末；
步驟(3)將步驟(2)制備的粉體在高壓壓片機(jī)上壓力成型，壓片機(jī)壓力范圍為10～30MPa，得到厚度為100～400μm的Cu/Sn/Ag復(fù)合預(yù)成型焊片。
4.一種Cu/Sn/Ag三元體系強(qiáng)韌一體性復(fù)合預(yù)成型焊片，其特征在于，所述復(fù)合預(yù)成型焊片為采用Cu/Sn/Ag體系復(fù)合粉末材料經(jīng)過10～30MPa壓力成型得到；所述Cu/Sn/Ag體系復(fù)合粉末材料具體為：
銅粉末顆粒，所述銅粉末顆粒上依次鍍有Sn鍍層及Ag鍍層，形成Cu/Sn/Ag三元體系粉末；所述銅粉末顆粒粒徑為5～50μm，Sn鍍層厚度為2～3μm；Ag鍍層厚度為0.5～1.5μm；所述Sn鍍層采用電鍍工藝制備，Ag鍍層采用物理氣相沉積工藝制備；
三種Cu/Sn/Ag粉末粒徑分別為：30～50μm，15～30μm，及5～15μm，用量配比按照1：2：3的質(zhì)量比例配置。
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