[发明专利]纳米Ag增强低温无铅复合焊膏及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合焊膏及其制备方法。

背景技术

现有的复合焊膏中强化相和钎料母材的密度不匹配，导致强化相在钎料母材内部下沉或漂浮而导致其最终在钎料母材内部的偏聚，不利于强化相在母材中的均匀分布，使其分布不够均匀。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是为了解决现有的强化相在钎料母材内部下沉或漂浮而导致其最终在钎料内部团聚的问题，提供了一种纳米Ag增强低温无铅复合焊膏及其制备方法。

本发明纳米Ag增强低温无铅复合焊膏由纳米Ag、松香型助焊剂和Sn-58Bi无铅焊料组成，其中纳米Ag和松香型助焊剂的总质量与Sn-58Bi的质量比为1∶8～10，纳米Ag与松香型助焊剂的质量比为9∶100～1000。纳米Ag增强低温无铅复合焊膏的制备方法按以下步骤实现：一、称取纳米Ag、松香型助焊剂和Sn-58Bi无铅焊料，其中纳米Ag和松香型助焊剂的总质量与Sn-58Bi的质量比为1∶8～10，纳米Ag与松香型助焊剂的质量比为9∶100～1000；二、将纳米Ag、十二羟基硬脂酸和磨球放入球磨罐中，然后在氩气保护、真空度为-0.1MPa的条件下以35r/min～200r/min的转速球磨3h～8h，得到离散化的纳米粒子，其中纳米Ag、十二羟基硬脂酸与磨球的质量比为15∶20∶100；三、将离散化的纳米粒子与松香型助焊剂在真空度为-0.1MPa的焊膏搅拌机中搅拌30min～10h，得到纳米浆料；四、将Sn-58Bi无铅焊料放入纳米浆料中，然后在真空度为-0.1MPa的焊膏搅拌机中搅拌30min～10h，即得纳米Ag增强低温无铅复合焊膏。

将本发明所得的纳米Ag增强低温无铅复合焊膏在170℃紫铜板上铺展60S，在纳米Ag增强低温无铅复合焊膏与紫铜板间生成了Ag₃Sn化合物，Ag₃Sn相分布仍均匀，没有发生纳米Ag团聚现象，基体组织得到细化，界面处Ag₃Sn化合物的生成可阻碍Sn与Cu的相互扩散，抑制界面处Cu₆Sn₅化合物的长大，从而提高焊点的力学性能和可靠性。按照GB/T 11363-2008《钎焊接头强度试验方法》中的要求检测本发明所得纳米Ag增强低温无铅复合焊膏的焊点剪切强度为65.2～70.1MPa。

附图说明

图1是本发明中所用纳米Ag原始形貌图；图2是本发明中所用Sn-58Bi无铅焊料粉原始形貌图；图3是具体实施方式十一中Sn-58Bi无铅焊料在170℃紫铜板上铺展的组织图；图4是具体实施方式十二中所得焊膏在170℃紫铜板上铺展的组织图；图5是具体实施方式十三所得纳米Ag增强低温无铅复合焊膏在170℃紫铜板上铺展的组织图；图6是具体实施方式十三所得纳米Ag增强低温无铅复合焊膏在170℃紫铜板上铺展的组织放大5000倍的扫描电镜照片；图7是具体实施方式十三中界面组织线分布图。

具体实施方式

本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。

具体实施方式一：本实施方式中纳米Ag增强低温无铅复合焊膏由纳米Ag、松香型助焊剂和Sn-58Bi无铅焊料组成，其中纳米Ag和松香型助焊剂的总质量与Sn-58Bi的质量比为1∶8～10，纳米Ag与松香型助焊剂的质量比为9∶100～1000。

本实施方式中的Sn-58Bi无铅焊料为深圳市亿铖达工业有限公司生产的焊料合金粉。本实施方式所用的松香型助焊剂为市售，本实施方式中所用纳米Ag颗粒购自昆山密友集团有限公司。

本实施方式中所用纳米Ag的平均直径为20nm，Sn-58Bi无铅焊料平均粒度为25μm～75μm。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是纳米Ag和松香型助焊剂的总质量与Sn-58Bi的质量比为1∶9。其它与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一不同的是纳米Ag与松香型助焊剂的质量比为9∶200～900。其它与具体实施方式一相同。

具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一不同的是纳米Ag与松香型助焊剂的质量比为9∶500。其它与具体实施方式一相同。