[发明专利]一种锡基合金与铜带复合材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种锡基合金与铜带复合材料及其制备方法，属有色金属高频钎焊加工领域。该锡基合金与铜带复合材料，由芯材和包裹在芯材表面的镀层组成，芯材为铜带材，镀层为锡基合金，单边镀层的厚度为20μm～100μm。其制备方法采用高频钎焊原理，实现铜带表面形成致密的锡基合金材料镀层，包括铜基带材表面预置助焊剂、铜带与钎料复合、高频感应快速钎焊、风冷凝固、带材绕轴包装等，该方法工艺简单，适合批量生产。采用该方法制备的锡基合金与铜带复合材料，无漏焊、无锡瘤缺陷并具有导电性好、可焊性强、耐蚀性好、抗氧化性好以及镀层牢固等特点，主要用于电子元器件、混合集成电路、太阳能光伏组件等电子工业领域，具有广泛的市场前景。

技术领域

本发明涉及一种锡基合金与铜带复合材料及其制备方法，具体涉及一种镀锡基合金扁铜线及其制备方法，主要用于电子元器件、混合集成电路、太阳能光伏组件等电子工业领域，属有色金属高频钎焊加工领域。

背景技术

随着机械、电子设备不断地向小型化、微型化方向发展，具有优良性能和电流承载能力，传输速度快、散热性好、廉价的铜引线逐渐得到广泛的应用。相比镀纯锡铜线，镀锡基合金铜带复合材料具有更大的电流承载量，更高的可靠性，更好的抗氧化性及耐蚀性，在国防电子工业等重点领域得到广泛应用。

在铜带上单一的镀锡制备锡-铜带复合材料，加工时容易形成铜锡合金，均匀性难以控制，镀层厚度和可焊性难以保证，长期服役时容易发生锡须缺陷，无法满足高可靠混合集成电路或电子元器件的使用要求。

目前常用的化学镀、电镀和热浸镀三种制备锡-铜带复合材料方法，均不易控制铜带表面镀层的合金成分，很难保证镀层厚度均匀性和一致性，尤其热浸镀对造成铜带变色，产生漏铜、锡瘤、锡渣等缺陷，会降低焊料可焊，影响铜线本身的特性，同时三种方法均具有一定的环境污染。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种锡基合金与铜带复合材料，该引线成分设计科学、配比合理，可推广应用于电子元器件、混合集成电路、太阳能光伏组件等电子工业领域。

一种锡基合金与铜带复合材料，具体为一种镀锡基合金扁铜线，由芯材和包裹在芯材表面的镀层组成，芯材为铜带材或扁铜线，镀层为锡基合金，单边镀层的厚度为20μm～100μm。

所述的铜带材的材质为无氧铜，无氧铜的纯度高于99.99w％。

所述的锡基合金主要为锡铟合金、锡铋合金、锡铅银合金、锡银合金、锡银铜合金、锡锑合金，其中锡铟合金中锡和铟重量百分比为；锡45～50％，铟50～55％；锡铋合金中锡和铋重量百分比为；锡50～70％，铋30～50％；锡铅银合金中锡、铅和银重量百分比为；锡60～64％，铅35～37％，银1～3％；锡银合金中锡和银重量百分比为；锡97～95％，银3～5％；锡银铜合金中锡、银和铜重量百分比为；锡97～95％，银2.8～4％，铜0.2～1％；锡锑合金中锡和锑重量百分比为；锡90～95％，锑5～10％。

本发明的锡基合金与铜带复合材料，其镀层合金包括多种锡基合金，一般为SnIn52、SnBi58、SnPbBi43-14、SnPbAg36-2、SnAg4、SnAgCu3-0.5、SnSb5等合金材料，可以有效地抑制铜在锡中溶解，提高锡的利用率，可焊性大大提高；其合金镀层熔点范围为118～260℃，钎焊温度范围为150～280℃，可以满足电子元器件对不同温度、性能的锡基合金与铜带复合材料的使用要求。

本发明的另一目的在于提供一种锡基合金与铜带复合材料的制备方法，包括铜基带材表面预置助焊剂、铜带与钎料复合、高频感应快速钎焊、风冷凝固、带材绕轴包装等，该方法工艺简单，利于批量生产。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

上述锡基合金与铜带复合材料的制备方法，采用“铜基带材表面预置助焊剂—铜带与钎料复合—高频感应快速钎焊—风冷凝固—带材绕轴包装”方法，包括以下步骤：