一种焊接材料及其制备方法和用途技术

本发明专利技术提供了一种焊接材料及其制备方法和用途。所述焊接材料具有微晶粒，或小角度晶界微观结构，所述晶粒的晶粒尺寸通常小于1μm，所述焊接材料中小角度晶界相位差通常小于10。所述方法包括：(1)将纳米焊料原料与助焊剂和溶剂混合，得到焊膏；(2)将步骤(1)所述焊膏涂在第一基底上，将第二基底置于所述焊膏上，进行烧结，得到所述焊接材料，焊接回流的温度在纳米焊料原材料的熔点温度以下。本发明专利技术提供的焊接接口处材料具有小晶粒和/或小角度晶界微观结构，这使得所述焊接的机械延伸率、抗疲劳寿命和抗电子迁移寿命比常用钎焊有显著的改善。

【技术实现步骤摘要】
一种焊接材料及其制备方法和用途
本专利技术属于材料领域，涉及一种焊接材料及其制备方法和用途。
技术介绍
众所周知，现代电子设备需要为包括计算机中央处理器(CPU)在内的应用进行包装和组装。目前封装的趋势是不断小型化，缩小尺寸使得电子芯片和器件的电流密度增加到更高的水平，即从105到106A/cm2。但当器件电流密度增加时，由于电流通过导致的电阻热也会增加，进而使器件和互连/封装结构处于更恶劣的使用条件下(在器件开和关时，温度差增大)，芯片和基底热膨胀系数(CTE)的不匹配性也随之增加，焊点所遇到的应力(包括CTE不匹配引起的或热循环引起的疲劳问题)要求焊点材料具有更强的柔韧性以适应这种应力。当当焊点的晶粒尺寸接近纳米晶粒的尺寸时，(如小于1μm、200nm、50nm，甚至小于30nm)，焊点材料会有超塑性性能，焊点更容易放松局部积累的应力。因此，如果能赋予焊料纳米晶粒结构，焊点的疲劳寿命可以得到改善。在先进的高密度电子电路中，高电流密度(如106A/cm2)也会引起更明显的电子迁移和热迁移问题，最终导致焊点失效。电子迁移(EM)是电流通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种焊接材料，其特征在于，所述焊接材料包括由晶粒组成，所述晶粒的晶粒尺寸小于1μm和/或所述焊接材料中相邻晶粒之间的位相差小于10°。/n

【技术特征摘要】
1.一种焊接材料，其特征在于，所述焊接材料包括由晶粒组成，所述晶粒的晶粒尺寸小于1μm和/或所述焊接材料中相邻晶粒之间的位相差小于10°。


2.根据权利要求1所述焊接材料，其特征在于，所述晶粒的尺寸小于1μm；
优选地，所述晶粒的尺寸小于50nm；
优选地，所述晶粒的尺寸小于30nm；
优选地，所述晶粒为合金和/或金属间化合物；
优选地，所述合金中包括Sn；
优选地，所述合金中还包括Ag、Cu、Sb、In或Bi中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，当所述晶粒中存在Sn时，以焊接材料中晶粒的总质量为100％计，Sn的质量占比≥30wt％；
优选地，当所述晶粒中存在Ag时，以焊接材料中晶粒的总质量为100％计，Ag的质量占比为0.5-5wt％；
优选地，当所述晶粒中存在Cu时，以焊接材料中晶粒的总质量为100％计，Cu的质量分数为占比0.2-2wt％；
优选地，当所述晶粒中存在Sb时，以焊接材料中晶粒的总质量为100％计，Sb的质量占比为0.5-5wt％；
优选地，当所述晶粒中存在In时，以焊接材料的总质量为100％计，In的质量占比为0.5-5wt％；
优选地，当所述晶粒中存在Bi时，以焊接材料中晶粒的总质量为100％计，Bi的质量占比为0.5-5wt％；
优选地，所述金属间化合物包括Cu6Sn5、Cu3Sn、Cu7In3、Sn3Sb2或SnSb中的任意一种或至少两种的组合。


3.一种制备如权利要求1或2所述焊接材料并焊接的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)将纳米焊料原料与助焊剂和溶剂混合，得到焊膏；
(2)将步骤(1)所述焊膏涂在第一基底上，将第二基底置于所述焊膏上，进行回流烧结，得到所述焊接材料并实现第一基底和第二基底的焊接，所述回流烧结的温度在纳米焊料原料的熔点温度以下。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述纳米焊料原料的尺寸小于500nm，优选为小于100nm，更优选为小于50nm，进一步优选为小于30nm；
优选地，步骤(1)所述纳米焊料原料的制备方法包括火花电蚀、化学合成或物理气相沉积；
优选地，步骤(1)所述助焊剂包括免洗助焊剂和/或水洗助焊剂；
优选地，步骤(1)...

【专利技术属性】
技术研发人员：华菲，
申请(专利权)人：宁波施捷电子有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33