[发明专利]一种泡沫金属增强无铅焊料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种泡沫金属增强无铅焊料的制备方法，属于无铅焊料技术领域。本发明通过毛细作用，将无铅焊料渗入泡沫金属骨架中，填充其孔状结构，其基本的流程为将固态焊料在高温的作用下进行熔化，变为熔融液态焊料，随后在压力与毛细作用下，焊料不断润湿泡沫金属骨架，渗入其内部孔洞之中。待无铅焊料冷却至室温后，通过再次加热壁面将被固态焊料所包裹的泡沫金属取出，最后通过切割与打磨将试样与外部无铅焊料分离。本发明有着简单方便、环境友好、易得高注入比材料、较宽的应用窗口等优势。

技术领域

本发明涉及无铅焊料技术领域，特别是涉及一种泡沫金属增强无铅焊料的制备方法。

背景技术

针对无铅钎料改性的研究，主要有两种方式，合金化和颗粒强化。合金化的方法是目前金属材料研究中较为常用的研究方法，通过基体合金中添加微量的合金元素，促使基体组织发生改变，性能得到提升，该方法早在研究SnPb钎料时，已有研究者采用该方法在无铅钎料研究中获得进一步的推广；颗粒强化是近三年来无铅钎料研究中较为常用的方法，主要是通过颗粒的添加增加焊点在服役期间的可靠性，但对于颗粒增强的钎料相对较为学术性，工业界目前还没有产业化。

铅及其化合物对人体和环境的危害和立法的需要，钎料无铅化已经成为历史发展的必然，是大势所趋，在钎料合金开发方面我国已经落后于欧、美、日等发达国家，拥有自主知识产权的新型无铅钎料对我国电子产品国际化具有重要意义。现阶段我国新型无铅钎料已经在工业生产上得到了应用，但仍然存在不足，因而需要研究具有更好性能的无铅钎料。

对于无铅钎料，多数都是向无铅钎料中添加稀土元素、Ag/Ga/Al/Ge/Mn/Zn/Cu等金属元素、金属颗粒以及金属氧化物颗粒来改善无铅钎料的综合性能，目前在科研界已经认可了Sn-Ag-Cu的综合性能，可是因其价格高，仍然得不到很大范围的使用。而利用微细泡沫金属增强无铅钎料性能和细化其微观组织，至今在研究新型无铅钎料方面还处于空白。

发明内容

本发明的目的是提供一种泡沫金属增强无铅焊料及其制备方法，以解决上述现有技术存在的问题，使无铅焊料硬度高且具有较高的致密度，韧性性能优异。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种泡沫金属增强无铅焊料的制备方法，包括以下步骤：

用熔化的无铅焊料浸渍泡沫金属，冷却，即得泡沫金属增强无铅焊料。

进一步地，所述无铅焊料为Sn-Cu系无铅焊料；所述Sn-Cu系无铅焊料中还添加有松香助焊剂。

进一步地，所述泡沫金属、Sn-Cu系无铅焊料与松香助焊剂的体积比为3-20:79.995-96.999:0.001-0.005。

进一步地，所述泡沫金属为泡沫金属Ni或泡沫金属Cu。

进一步地，所述泡沫金属的孔隙密度为75-300PPI。

进一步地，所述Sn-Cu系无铅焊料成分为90-99.3wt.％的Sn与0.7-10wt.％的Cu。

进一步地，浸渍完成后还包括保温处理的过程，保温过程中无铅焊料保持熔化状态。

进一步地，所述保温处理的时间为3-30min。

进一步地，样品冷却后还包括打磨的步骤。

本发明还提供一种上述制备方法制备的泡沫金属增强无铅焊料。

本发明公开了以下技术效果：

本发明在无铅钎料中添加微细Ni泡沫与Cu泡沫，研究微细Ni泡沫与Cu泡沫对无铅钎料性能改善方面的作用，在无铅钎料增强方面体现出极大的先进性。