[实用新型]一种预成型焊片

说明书

技术领域

本实用新型属于钎焊材料技术领域，尤其涉及一种预成型焊片。

背景技术

随着微电子技术的发展，功率管器件密度越大，对组装焊接的散热要求也就越严苛。减少焊接空洞，是大功率器件组装的核心问题。真空焊接虽然可以十分有效的减少，甚至消除空洞，但生产效率低、工艺复杂。回流焊接效率高，但使用锡膏的焊接空洞率达到40%以上，严重影响散热性能。

大焊盘使用锡膏焊接时，空洞的产生主要是由于锡膏中有大量的有机溶剂，可以占到总体积的40%-50%，这些溶剂在钎焊加热过程中逐渐挥发，产生的大量气体，被封闭在焊盘内后，最终形成空洞。

预成型焊片是一种最近逐渐兴起的先进焊接材料，其构成包括薄片状的预成型锡片和表面的助焊剂预涂层。由于其定位精确，钎料含量稳定、焊接空洞率低和助焊剂残留少的优点，特别适合大焊盘、高品质要求的焊接场合。使用预成型焊片取代锡膏进行回流焊接，是一种降低焊件空洞率的有效手段。预成型焊片是一种薄片状的焊料制成品，与锡膏相比，其采用了固体的助焊剂，因此没有大量的有机溶剂所导致的挥发物，从而防止和降低了焊接时空洞产生。

如图1所示，回流焊中，平面焊片1被器件2和PCB板3夹在中间，由于器件2和PCB板3的遮挡，平面焊片1无法直接被热风和红外灯加热，熔化的热量，主要来自于器件焊盘4和PCB焊盘5的热传导；器件焊盘4和PCB焊盘5的尺寸越大，焊盘中心和边缘的温度差就越大，因此整个焊盘的温度呈现出不均匀，平面焊片1的温度分布即呈现为中心低，边缘高的特点。

焊料在钎焊温度下，液态焊料润湿扩展时其前沿的推进，是受焊片上的温度梯度控制的。由于焊片边缘温度高，中心温度低，焊料熔化首先出现在外侧边缘位置，然后向中心发展，导致中心的气体被外侧的液态焊料封闭在焊盘中心而无法逸出，最终演化成空洞。

实用新型内容

针对以上技术问题，本实用新型公开了一种预成型焊片，改善预成型焊片焊接中的空洞问题。

对此，本实用新型采用的技术方案为：

一种预成型焊片，其包括焊片本体，在长度方向上，所述焊片本体的中心厚度比边缘厚度大；所述焊片本体的中心向两侧的边缘，厚度呈连续过渡。

界面的热传导，主要受接触热阻的影响。而接触热阻又主要受接触压力、材质及表面粗糙度的控制。采用此技术方案的焊片在组装时，受力集中于焊片中心，减小了中心位置的接触热阻；同时，边缘处由于组装间隙的存在，极大地增加了接触热阻，因此中心和边缘的传热能力产生了显著的差异，形成中间温度高，边缘温度低的温度梯度，使焊片定向地由中心向边缘熔化、润湿、推进。这一过程可以高效的排除气体，而减少空洞。

进一步优选的，可以在焊片本体中植入一定厚度的可焊性好的高温合金网，作为焊片的骨架，提高其装配稳定性。

作为本实用新型的进一步改进，所述焊片本体的中心厚度为边缘厚度的1.5-5倍。

作为本实用新型的进一步改进，所述焊片本体的中心厚度为边缘厚度的2-3倍。

作为本实用新型的进一步改进，所述焊片本体的中心向任意一侧的边缘的厚度变化为单调递减的变化。进一步的，所述焊片本体的中心向任意一侧的边缘的厚度变化曲线，可以是凹函数、凸函数、直线或者三者的组合，但是必须单调递减。

作为本实用新型的进一步改进，所述焊片本体的中心为中央平台。

作为本实用新型的进一步改进，所述焊片本体的中心向任意一侧的边缘的连接轮廓线为弧线。

作为本实用新型的进一步改进，在长度方向或宽度方向上，所述焊片本体镶嵌有金属丝，所述金属丝的熔点大于焊片本体的熔点。

优选的，所述焊片本体上沿长度方向镶嵌有对称分居的金属丝，所述金属丝的延伸方向与焊片本体的宽度方向相同，所述金属丝关于焊片中心线对称。

优选的，所述焊片本体上镶嵌有十字形的高温金属丝。

优选的，所述金属丝露出于焊片本体的表面。

作为本实用新型的进一步改进，所述金属丝的熔点大于500℃。

作为本实用新型的进一步改进，所述金属丝为铜丝、镍丝或银丝。

作为本实用新型的进一步改进，所述焊片本体的材料为软钎焊焊料。

进一步的，所述焊片本体的材料为锡合金焊料、铅合金焊料或铟合金焊料。

作为本实用新型的进一步改进，所述焊片本体的表面预涂有助焊剂层。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：