一种电子封装用Sn-Bi系复合钎料及其制备方法技术

一种电子封装用Sn‑Bi系复合钎料及其制备方法，它涉及一种电子封装用Sn‑Bi系复合钎料及其制备方法。本发明专利技术是要解决Sn‑58Bi钎料中硬脆性质的富Bi相所导致的合金延展性能降低，以及重熔服役和时效过程中，过厚的金属间化合物导致钎焊接头可靠性能变差的问题。方法：一、制备石墨烯/氧化铈复合增强体；二、增强体与钎料基体球磨混合；三、向增强体与钎料中加入助焊膏搅拌均匀；四、将上述混合物置于坩埚中于180℃下加热，取出倒入磨具冷却得到复合钎料块。本发明专利技术的复合钎料细化了焊点微观组织，大大提高了钎料的硬度，降低了钎料与基体界面的金属间化合物厚度，从而提高焊点的剪切强度。本发明专利技术用于制备Sn‑Bi系复合钎料。

Sn Bi composite solder and its preparation method for electronic packaging

Using Sn Bi composite solder and a preparation method thereof, electronic packaging, it relates to the use of Sn Bi composite solder and the preparation method of an electronic package. The present invention is reduced to solve the Sn 58Bi solder in hard and brittle nature of the Bi rich phase in the alloy ductility, and remelting and aging process service, reliable joints to poor performance of the resulting thick intermetallic compounds. Methods: first, the preparation of graphene / CeO2 composite reinforcement; two, reinforcement and solder ball mixing; three, to strengthen the body and add solder solder paste stirring; four, the mixture is placed in the crucible at 180 DEG C under heating, cooling, grinding out into composite filler block. The composite solder of the invention refines the microstructure of the solder joint, greatly improves the hardness of the solder, reduces the intermetallic compound thickness of the interface between the solder and the substrate, thereby improving the shear strength of the solder joint. The invention is used for preparing the Sn Bi composite solder.

【技术实现步骤摘要】
一种电子封装用Sn-Bi系复合钎料及其制备方法
本专利技术涉及一种电子封装用Sn-Bi系复合钎料及其制备方法。
技术介绍
微电子焊接技术所采用的互连材料是实现焊点可靠连接的物质基础。长期以来，Sn-Pb钎料由于具有成本低、力学性能好、导电性能强、工艺性能好以及可焊性能好等优点已被广泛应用到电子封装领域数十年。但是Pb危害人体健康和自然环境，许多国家近年来已经提出了有关法律法规来禁止Pb的使用，在这种情况下，钎料的无铅化已经成为了目前的主流趋势。随着电子封装技术的不断提高，微型连接领域所需要的微焊点尺寸也越来越小，与此同时焊接部位所需要承受的力、电、热能负荷量却与日俱增，对于钎焊接头的可靠性要求达到了前所未有的高度。在众多的无铅钎料中，作为低温无铅钎料的Sn-58Bi钎料，其拉伸强度和抗蠕变性能都优于Sn-37Pb钎料，这使得Sn-58Bi钎料在温度敏感区以及分级封装的外层钎焊连接中都体现出了巨大的优势。但是由具有硬脆性质的富Bi相在液态Sn-58Bi钎料冷却过程中易结晶形成粗大的长条状/块状的不规则形体，导致合金的脆性随着Bi相的含量增高，使其延展性明显降低，焊接接头的力学性能较差。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电子封装用Sn‑Bi系复合钎料，其特征在于电子封装用Sn‑Bi系复合钎料由增强体和Sn‑58Bi钎料组成；所述电子封装用Sn‑Bi系复合钎料中增强体的质量分数为0.005％～0.5％；所述增强体为石墨烯负载纳米级氧化铈或石墨烯负载微米级氧化铈，且所述增强体中石墨烯的质量分数为30％～90％。

【技术特征摘要】
1.一种电子封装用Sn-Bi系复合钎料，其特征在于电子封装用Sn-Bi系复合钎料由增强体和Sn-58Bi钎料组成；所述电子封装用Sn-Bi系复合钎料中增强体的质量分数为0.005％～0.5％；所述增强体为石墨烯负载纳米级氧化铈或石墨烯负载微米级氧化铈，且所述增强体中石墨烯的质量分数为30％～90％。2.根据权利要求1所述的一种电子封装用Sn-Bi系复合钎料，其特征在于所述石墨烯负载纳米级氧化铈中石墨烯的粒径为2～10μm、厚度为20～50nm，纳米级氧化铈的粒径为10～20nm；所述石墨烯负载微米级氧化铈中石墨烯的粒径为2～10μm、厚度为20～50nm，微米级氧化铈的粒径为2～5μm。3.根据权利要求1所述的一种电子封装用Sn-Bi系复合钎料，其特征在于所述电子封装用Sn-Bi系复合钎料中增强体的质量分数为0.1％。4.根据权利要求1所述的一种电子封装用Sn-Bi系复合钎料，其特征在于所述增强体中石墨烯的质量分数为50％。5.根据权利要求1所述的一种电子封装用Sn-Bi系复合钎料，其特征在于所述石墨烯负载微米级氧化铈的制备方法是按以下步骤进行的：①、配制浓度为2.2mol/L的草酸溶液；将石墨烯分散于无水乙醇中，超声处理1h得到石墨烯分散液；将石墨烯分散液和浓度为2.2mol/L的草酸溶液混合，再向其中加入氨水调节pH至3，得到含有白色絮状沉淀的溶液；②、将CeCl2溶于去离子水中配制成浓度为1mol/L的CeCl2溶液，将浓度为1mol/L的CeCl2溶液与含有白色絮状沉淀的溶液混合，在搅拌速度为200r/min的条件下反应3min，陈化40min后采用温度为85℃～90℃的热水洗涤5次，烘干，得到前驱体；③、将前驱体在温度为800℃的条件下煅烧3h，研磨得到石墨烯负载微米级氧化铈；所述石墨烯负载微米级氧化铈中石墨烯的质量分数为30％～90％。6.如权利要求1所述的一种电子封装用Sn-Bi系复合钎料的制备方法，其特征在于电子封装用Sn-Bi系复合钎料的制备方法是按以下步骤完成的：一、将增强体与Sn-58Bi钎料采用周期球磨的方式球磨2h～3h，得到混料；所述周期球磨中每个周期内球磨5min，停止5min，球磨速度为100r/min～200r/min；所述增强体为石墨烯负载纳米级氧化铈或石墨烯负载微米级氧化铈，且所述增强体中石墨烯的质量分数为30％～90％；二、向混料中加入助焊膏并搅拌至膏状，得到混合物；三、将混合物倒入坩埚中，将坩埚于180℃条件下加热12min后，每3...

【专利技术属性】
技术研发人员：修子扬，武高辉，陈国钦，姜龙涛，蒋涵，张强，杨文澍，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23