[发明专利]一种低温焊料片的制备方法

说明书

本发明公开了一种低温焊料片的制备方法，该方法首先对泡沫金属骨架表面的污渍及氧化膜进行化学清理，然后通过浸渗的方式在金属泡沫内填充低熔点焊料，最后将填充有低熔点焊料的金属泡沫加热至固液混合态并轧制得到一定厚度的复合焊料片。本发明在固液混合态对泡沫金属增强焊料进行轧制，可有效解决常温轧制中泡沫金属骨架拉伸形成细条形纤维结构并断裂的问题；同时固液混合态轧制中，低熔点金属处于液态，流动性好，有利于其在泡沫金属骨架中均匀填充，可提高泡沫金属骨架的质量百分比，降低泡沫金属的孔隙率，从而提高泡沫金属增强低熔点焊料的均匀性及强度。

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，特别涉及一种低温焊料片的制备方法。

背景技术

随着3D封装技术的兴起，更小、更薄、更轻、更可靠、多功能、低功耗和低成本的材料在电子封装领域的应用越来越重要。焊料作为二级封装中主要连接方式，其尺寸和性能也成为影响电子器件的关键因素。泡沫金属增强低熔点复合焊料熔点低，能够获得可靠冶金接头，在电子封装领域有广阔的应用前景。

传统生产焊料片的主要方法有铸造拉拔法、电镀沉积法和冷轧复合法。在铸造拉拔法中，冷却速度和铸造辊表面粗糙度对焊料微观组织有重要影响，且焊料中易带进杂质，焊料性能不佳，生产的焊料片偏厚。而电镀沉积法制得的焊料，镀层厚度难以精确控制，且镀层金属与镀件金属间的结合强度也不是很高。冷轧复合法中，不恰当的冷轧工艺会导致焊片与所需焊料成分有偏差，影响焊接性能。叠轧—扩散合金化法虽然对冷轧复合法进行了完善，如专利(ZL201710149734X)公开了一种泡沫金属复合焊料片的制备方法，它采用了常温轧制的方法，但常温轧制过程中焊料片中有残余应力，泡沫金属骨架变形大易断裂，且低熔点金属处于固态填充性差，孔隙率较大，焊料片难以达到预期强度；且需要经过电镀步骤，电镀液会对环境造成较大的负面影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，就是提供一种低温焊料片的制备方法。

解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种低温焊料片的制备方法，包括以下步骤：

1)泡沫金属表面预处理：

对泡沫金属骨架表面进行酸洗和超声清洗处理，其中酸洗使用体积浓度为1％-5％的盐酸；超声清洗使用丙酮或无水乙醇作为溶剂清洗30-90秒；

2)填充低熔点焊料：

将已处理好的泡沫金属骨架浸入熔融态的焊料金属中，待泡沫金属骨架完全被低熔点焊料金属填充后将其取出，其中低熔点焊料镀层厚度为5-15μm，填充时间为1-30秒；

3)固液混合态轧制：

填充后将泡沫金属加热至固液混合态，即加热温度为低熔点焊料金属熔点上，泡沫金属熔点下，轧制得到厚度为0.05-0.3mm的低温焊料片。

优选的，泡沫金属为开孔泡沫金属，具体选自泡沫铝、泡沫铜、泡沫钛、泡沫镍或泡沫镁中的一种。

优选的，低熔点金属为纯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、Zn-Al合金、Zn-Al-Cu合金或Al-Si合金中的一种。

优选的，采用双辊轧机、平板式楔横轧机、热压机中的任意一种将填充低熔点焊料后的泡沫金属在固液混合态轧制成形。

优选的，轧制成形时在氩气氛围或真空状态下进行。

优选的，轧制成形时使用超声波震动或电磁搅拌。

本发明的有益效果是：

1)通过浸渗方式对泡沫金属进行低熔点焊料填充，有利于后续固液混合态轧制成形的装配和低熔点焊料的再填充。