微米/纳米颗粒增强型复合焊料及其制备方法技术

用于低温钎焊的微米/纳米颗粒增强型复合焊料及其制备方法，属于无铅低温钎焊焊料制造领域。微米/纳米级Cu、Ag、Sb 颗粒与熔融锡金属弥散混合雾化而成的微米/纳米颗粒增强型锡基合金焊粉，再与SnBi系低熔点合金焊粉和常规助焊剂调配制成的微米/纳米颗粒增强型复合焊料，在200℃以下的低温焊接时，熔融的微米/纳米颗粒增强型锡基合金内的锡原子优先于SnBi系低熔点合金在焊盘上形成金属间化合物，且微米/纳米颗粒弥散在焊点中形成“隔板效应”，阻断了SnBi系中的原子析出与焊盘结合，从而抑制了富集Bi层生长，解决了无铅低温钎焊中焊点脆、不可靠的问题，非常适用于细间距微焊点的低温无铅焊接。

Micron / nano particle reinforced composite solder and preparation method thereof

Micron / nano particle reinforced composite solder for low temperature brazing and its preparation method belong to the field of lead-free low-temperature brazing solders. Micron / nano particle reinforced tin based alloy welding powders of micron / nano scale Cu, Ag, Sb particles and molten tin metal diffusion atomization, and micrometer / nano particle reinforced composite solder made from low melting point alloy welding powder and conventional flux of SnBi system, melt micrometer / nanometer at low temperature under 200 c The tin atom in the particle reinforced tin based alloy gives priority to the formation of intermetallic compounds on the weld plate by the SnBi system low melting point alloy, and the microparticles / nanoparticles disperse in the solder joint to form the \partition effect\, blocking the atomic precipitation in the SnBi system and bonding with the weld plate, thus inhibiting the enrichment of the Bi layer growth and solving the soldering in the lead-free low temperature brazing. Brittle and unreliable problems are very suitable for low temperature lead-free welding of fine pitch micro solder joints.

【技术实现步骤摘要】
微米/纳米颗粒增强型复合焊料及其制备方法
本专利技术涉及用于低温钎焊的焊料，特别是涉及以材料组份和性质为特点的无铅锡基低温钎焊焊料及其制备方法，尤其涉及用于焊接温度为200℃或低于200℃以内的无铅锡基低温钎焊焊料。
技术介绍
现代社会电子技术的高速发展，对电子产品的环保和能耗要求更高，电子产品的无铅化、轻薄高功能化已经形成一种趋势。新型轻薄微小的芯片通常不能耐受焊接的高温，尤其是BGA元件焊接时因高温引起的焊点缺陷问题也是越来越突出，因此低温焊接成为一种趋势；现有技术中的无铅钎焊常用焊料主要有SnAgCu系(特别是SAC305)焊料，但是SnAgCu系焊料熔点偏高(217℃~230℃)，回流焊接温度达到240℃以上，不适用于低温焊接。现有技术用于低温焊接（焊接温度等于或低于200℃）领域的无铅低温钎焊材料主要包括有SnBi系合金、SnZn系合金和SnIn系合金等体系焊料。SnIn系合金焊料存在的问题是，由于铟In元素的稀缺性，使得该合金焊料价格昂贵；SnZn系合金焊料中的锌Zn又存在易氧化问题；这些不足之处都限制了SnZn系合金和SnIn系合金体系焊料在低温焊接中的应用。S本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微米/纳米颗粒增强型复合焊料，用于低温钎焊，其组份包括，按质量百分比计，50~80% SnBi系低熔点合金焊粉；10~40% 微米/纳米颗粒增强型锡基合金焊粉，所述微米/纳米颗粒增强型锡基合金焊粉是由微米/纳米级颗粒 Cu 、Ag 、Sb 中的一种或两种与熔融的金属Sn弥散混合雾化形成的合金粉末；其余为助焊剂。

【技术特征摘要】
2017.11.22 CN 20171117367601.一种微米/纳米颗粒增强型复合焊料，用于低温钎焊，其组份包括，按质量百分比计，50~80%SnBi系低熔点合金焊粉；10~40%微米/纳米颗粒增强型锡基合金焊粉，所述微米/纳米颗粒增强型锡基合金焊粉是由微米/纳米级颗粒Cu、Ag、Sb中的一种或两种与熔融的金属Sn弥散混合雾化形成的合金粉末；其余为助焊剂。2.根据权利要求1所述微米/纳米颗粒增强型复合焊料，其特征在于，所述微米/纳米颗粒增强型复合焊料的组份包括，按质量百分比计，60-70%SnBi系低熔点合金焊粉，10-30%微米/纳米颗粒增强型锡基合金焊粉，其余为助焊剂；所述SnBi系低熔点合金焊粉为SnBi或SnBiAg低熔点合金焊粉；所述微米/纳米颗粒增强型锡基合金焊粉是SnCu、SnAg、SnAgCu和SnSb合金焊粉的任意一种或多种。3.根据权利要求1所述微米/纳米颗粒增强型复合焊料，其特征在于，所述微米/纳米颗粒增强型锡基合金焊粉包括SnCu、SnAg、SnAgCu和SnSb合金焊粉的任意一种或多种，其组份包括：按质量百分比计，铜Cu0~3%、银Ag0~4%、锑Sb0~10%中的任意一种或两种；其余为锡Sn。4.根据权利要求3所述微米/纳米颗粒增强型复合焊料，其特征在于，所述微米/纳米颗粒增强型锡基合金焊粉中的SnCu合金是SnCu0.7、SnCu1和SnCu3合金中的任意一种；所述微米/纳米颗粒增强型锡基合金焊粉中的SnAg合金是SnAg3、SnAg3.5和SnAg4中的任意一种；所述微米/纳米颗粒增强型锡基合金焊粉中的SnAgCu合金是SnAg0.3Cu0.7、SnAg1Cu0.5和SnAg3Cu0.5中的任意一种；所述微米/纳米颗粒增强型锡基合金焊粉中的SnSb合金是SnSb10、SnSb5中的任意一种。5.根据权利要求3所述微米/纳米颗粒增强型复合焊料，其特征在于，所述微米/纳米颗粒增强型锡基合金焊粉，其组份还包括，按质量百分比计，镍Ni0.01-0.1%、铈Ce0.001~0.05%、钴Co0.001~0.1%、纳米状石墨烯0.1~0.9%和碳纳米管0.01~0.05%粉末颗粒中的任意一种或多种。6.根据权利要求1所述微米/纳米颗粒增强型复合焊料，其特征在于，所述SnBi系低熔点合金焊粉为SnBi、SnBiAg和SnBiSb焊粉中的一种或多种；所述SnBi系低熔点合金焊粉中的SnBi合金焊粉是Sn42Bi58；所述SnBi系低熔点合金焊粉中的SnBiAg合金焊粉是Sn42Bi57Ag1、Sn42Bi57.6Ag0.4、Sn64Bi35Ag1和Sn64.7Bi35Ag0.3中的任意一种；所述SnBi、SnBiAg和SnBiSb焊粉中的任意一种或多种混合后形成的所述SnBi系低熔点合金焊粉，按质量百分比计，SnBi系低熔点合金焊粉中各金属含量比为银Ag：0~1%，锑Sb：0~3%，铋Bi：35~58%，其余为锡Sn。7.一种微米/纳米颗粒增强型锡基合金焊粉的制备方法，该锡基合金焊粉用于制作低温钎焊复合焊料，包括以下步骤：步骤A1：将金属锡Sn加热至345~355℃熔融成为液态金属锡Sn；步骤A2：在实施步骤A1获得的液态金属锡Sn中加入微米/纳米级金属颗粒；所述微米/纳米级金属颗粒包括铜Cu、银Ag、锑Sb中的任意一种或两种；步骤A3：在实施步骤A2获得的液态混合金属中加入抗氧化剂，并抽出容置该液态混合金属空间内的剩余空气至负压状态；步骤A4：将实施步骤A3制得的液态混合金属保温在345~355℃的负压密封状态，采用大功率超声波或机械方式分散处理30~90分钟，使所述微米/纳米级金属颗粒充分弥散分布于其中而成为具有微米/纳米金属颗粒高度分散的微米/纳米颗粒增强型液态锡基金属；步骤A5：将实施步骤A4、完成分散处理后的温度介于345~355℃...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐朴，王思远，余道轲，陈奎，石建豪，
申请(专利权)人：深圳市福英达工业技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44