[发明专利]一种大面积的预成型低温玻璃焊片及其制备方法

说明书

本发明公开了一种大面积的预成型低温玻璃焊片，该预成型低温玻璃焊片的组成包括封接温度为400～450℃的封接玻璃粉以及可以在玻璃焊片封接过程中发生熔融相变的固－液相变储能材料粉末，所述固－液相变储能材料的熔融相变温度为380～435℃，热分解温度高于玻璃焊片的封接温度；所述固－液相变储能材料粉末重量为所述封接玻璃粉重量的0.1‑1.5%。本发明通过在预成型低温玻璃焊片的配方中添加了适宜条件的固－液相变储能材料；减少了玻璃焊片封接过程中焊片中心和边缘的温度偏差，降低了玻璃焊片中心表面气体被封闭的风险，减少焊接层空洞，提高焊接质量，适合成型大面积的平面预成型低温玻璃焊片。

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，具体是一种大面积的预成型低温玻璃焊片及其制备方法。

背景技术

焊料玻璃，也称为烧结玻璃，是一种软化点超低的特殊玻璃。这种玻璃可以用来焊接玻璃至其他玻璃、陶瓷或金属，因封接温度远低于被封接玻璃或陶瓷后金属的软化点，不会对被焊接材料造成热损坏；被广泛应用于电真空和微电子技术、激光和红外技术、高能物理、能源、宇航、汽车等众多领域。

玻璃焊料形式有很多种，常见的是焊膏形式。玻璃焊膏通常包含有焊料颗粒、溶剂、助焊剂以及少许添加剂，溶剂最多可以占到总体级的40-50%，这些溶剂的存在在钎焊过程中逐渐挥发，产生大量的气体，在高效回流焊过程中容易被封闭在焊盘内，最终形成空洞，无法形成致密、没有空腔、无助剂污染的封接层，对散热效果产生负面影响。减少焊接空洞，是大功率器件组装的核心问题。虽然采用真空焊接能十分有效地减少、甚至消除空洞，但是真空焊接生产效率低、工艺复杂，不及回流焊效率高。且这种焊膏很难实现复杂形状焊点、也难实现较大面积焊点。其次是无粘接剂的焊料粉，其通过压模具成型技术，把玻璃粉末混合一定的成型剂后，用模具压制成型。虽然成型好，助焊剂残留少，但很难实现大尺寸制作，不能满足大多数的焊接场合需求。相比之下，预成型玻璃焊片作为一种新兴起的先进焊接材料，其不仅可以完成复杂形状、大尺寸的焊接连接，还可以以小成本形成良好的焊接效果；具有定位精准、钎料焊料稳定，助焊剂残留少的优点，焊接空洞率也较焊膏少得多，特别适合大焊盘的焊接场合。

不过，在高品质的回流焊焊接场合中使用预成型玻璃焊片时，平面的玻璃焊片被器件夹在中间，由于被上下器件遮挡，焊片无法直接被热风和红外灯加热；因此，预成型玻璃焊片熔化的热量主要来自于器件的热传导。预成型玻璃焊片尺寸越大，焊片中心和边缘的温度差就越大，平面大尺寸焊片的温度容易呈现中间低、边缘高的特点。玻璃焊料在钎焊温度下，液体焊料润湿扩展时其前沿的推进是受焊片上的温度剃度控制的。由于焊片边缘温度高、中间温度低，焊片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体焊料封闭在焊盘中心而无法逸出，最终演化成空洞。使用的预成型玻璃焊片面积越大，由于焊片中心和边缘温差导致的气体封闭的风险越大，越容易出现焊接层空洞问题。

因此，为提高焊接质量，有必要解决大面积的预成型玻璃焊片的焊接空洞问题。

发明内容

为解决上述背景技术中提出的问题，本发明的第一目的在于提供一种焊接空洞少的大面积预成型玻璃焊片。

本发明的第二目的在于提供一种焊接空洞少的大面积预成型玻璃焊片的制备方法。

为实现本发明的第一目的，本发明的技术方案是：一种大面积的预成型低温玻璃焊片，所述预成型低温玻璃焊片的组成包括封接温度为400～450℃的封接玻璃粉以及可以在玻璃焊片封接过程中发生熔融相变的固－液相变储能材料粉末，所述固－液相变储能材料的熔融相变温度为380～435℃，热分解温度高于玻璃焊片的封接温度；所述固－液相变储能材料粉末重量为所述封接玻璃粉重量的0.1-1.5%。