[发明专利]一种Sn基复合焊料片的制备方法

说明书

本发明涉及焊接技术领域，具体涉及一种Sn基复合焊料片的制备方法，包括以下步骤：S1对开孔的泡沫金属进行表面处理；S2填充熔融的Sn基焊料：通过浸渗的方式在泡沫金属中填充熔融的Sn基焊料，即将表面处理后的泡沫金属片浸入熔融的Sn基焊料中，待焊料充分填充进孔后取出；S3交替叠加热压处理：将填充有Sn基焊料的泡沫金属片交替叠加在一起，并对叠层进行反复热压处理，最终制得Sn基复合焊料片。本发明的有益效果为：保证了钎焊时Sn基焊料的流动性；通过改变泡沫Cu和泡沫Ni叠加的层数，复合焊料片中Cu、Ni金属的比例能得到有效控制；有效提高钎焊接头的强度及高温稳定性。

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，具体涉及一种Sn基复合焊料片的制备方法。

背景技术

随着电子封装技术的发展，人们对小尺寸，大功率和高频率功率器件的性能的要求也越来越高。焊料作为互连材料中重要组成部分，其性能将直接影响互连接头的性能，因此，提高焊料的强度和高温性能逐渐成为提升电子器件产品品质的重要攻坚方向。

泡沫金属增强的低熔点复合焊料片具有强度高，焊接性能好等优点，在电子封装领域有着广阔的应用前景。如专利(ZL201710149734X)公布了一种泡沫金属复合焊料片的制备方法，采用了在泡沫金属的表面涂覆一层活性金属镀层，活性金属镀层提高了泡沫金属基体强度。但活性金属镀层的厚度及均匀性难以有效控制，而且采用涂覆活性金属镀层的过程繁琐，不能满足工程中对高效率焊接的要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术而提出一种Sn基复合焊料片的制备方法，工艺简单，其可以解决钎焊过程效率低，接头强度不高、高温服役性能差的问题。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种Sn基复合焊料片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1对开孔的泡沫金属进行表面处理；

S2填充熔融的Sn基焊料：通过浸渗的方式在泡沫金属中填充熔融的Sn基焊料，即将表面处理后的泡沫金属片浸入熔融的Sn基焊料中，待焊料充分填充进孔后取出；

S3交替叠加热压处理：将填充有Sn基焊料的泡沫金属片交替叠加在一起，并对叠层进行反复热压处理，最终制得Sn基复合焊料片。

按上述方案：所选用的泡沫金属片为泡沫Cu和泡沫Ni。所述泡沫金属片通过液态金属凝固法、金属沉积法、固态金属烧结法中的任意一种制得。

按上述方案：将填充有Sn基焊料的泡沫Cu和泡沫Ni交替叠加在一起，并对叠层进行反复热压处理，使Cu和Ni金属呈现均匀弥散分布。

按上述方案：步骤S2所述的填充时间为5～30s，Sn基焊料的填充温度为250-300℃，使Cu、Ni金属与Sn基焊料之间没有明显的初始冶金产物。

按上述方案：所述的泡沫金属片的层数为2-7层。

按上述方案：所述的Sn基焊料为纯Sn、Sn-Bi合金、Sn-Ag合金、Sn-Pb合金、Sn-Zn合金、Sn-Cu合金、Sn-Ag-Cu合金中的一种。

按上述方案：步骤S1所述的泡沫金属表面处理包括有除油除锈处理、超声清洗处理和去离子水清洗处理，其中酸洗处理使用的酸为体积浓度为1％～5％的稀盐酸，超声清洗时间为5-15min。

按上述方案：所述的热压后得到的Sn基复合焊料片厚度为0.01-0.5mm。

按上述方案：所述泡沫金属的孔隙率为60％～98％。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1)能使Cu和Ni金属均匀弥散分布于Sn基焊料中，并且Cu、Ni金属与Sn基焊料之间没有明显的初始冶金产物，保证了钎焊时Sn基焊料的流动性；