一种锡银铜钎料制造技术

本发明专利技术公开了一种锡银铜钎料，其原料按重量百分比包括：Ag 2.9

【技术实现步骤摘要】
一种锡银铜钎料


[0001]本专利技术涉及钎料
，尤其涉及一种锡银铜钎料。

技术介绍

[0002]SnAgCu钎料在Cu基板上焊接时，由于SnAgCu钎料的熔化温度比Sn
‑
Pb钎料较高，使得熔融焊料中，Cu基板的溶解和扩散情况都有所提高，从而使金属间化合物(IMC)在焊点与基板界面上形成的速度也变大了，由于金属间化合物本身呈脆性。随着金属间化合物层厚度的增加，将会严重减弱焊点的力学性能，致使焊点失效。
[0003]目前，常通过向SnAgCu钎料中掺杂纳米颗粒以增强复合钎料的综合性能，利用纳米颗粒具有较小的尺寸与较高的表面活性的特点，将其作为增强颗粒加入基体钎料制备复合钎料，对细化钎料显微组织和改善其性能有重要作用。理论上来说，与大尺寸的纳米颗粒相比，添加尺寸更小的纳米颗粒应该具有更有效的改善效果。然而，小尺寸的纳米颗粒发生团聚现象和分散不均匀的问题更严重，由此影响了复合钎料的强化效果。

技术实现思路

[0004]基于
技术介绍
存在的技术问题，本专利技术提出了一种锡银铜钎料，本专利技术可以使得小粒径纳米TiO2和POSS在锡银铜钎料中均匀分散，提高钎料的性能并抑制IMC层的生长。
[0005]本专利技术提出了一种锡银铜钎料，其原料按重量百分比包括：Ag 2.9
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3.1％、Cu 0.45
‑
0.55％、改性纳米TiO20.05
‑
0.15％、Sn 96.15
‑
96.57％、Ce 0.03r/>‑
0.05％，各原料的重量百分比总和为100％；
[0006]其中，在改性纳米TiO2的制备过程中，将接枝有环氧基团的纳米TiO2在溶剂中分散均匀，加入含有氨基的POSS，进行反应得到改性纳米TiO2。
[0007]本专利技术通过添加纳米TiO2，可以细化晶粒，且能抑制锡银铜钎料的焊点界面IMC厚度的增加，抑制IMC层的生长。且将纳米TiO2的粒径限定为较小粒径，进一步提高其改善效果。
[0008]但是小粒径纳米TiO2较大粒径纳米TiO2更容易团聚，在钎料中不易分散均匀，导致其效果不如大粒径纳米颗粒好；针对此问题，专利技术人选用含有环氧基团的硅烷偶联剂对其进行接枝改性，然后与含有氨基的POSS反应，将纳米TiO2和POSS连接在一起，从而大幅改善其分散性问题。
[0009]另外引入了POSS，POSS是指笼形低聚物倍半硅氧烷，是一种以Si
‑
O为无机核心，外围是有机基团的纳米结构化学制剂。其可以提高锡银铜钎料的力学性能，并且能吸附在IMC层上，抑制IMC层的生长。
[0010]适量的POSS与适量的纳米TiO2相互配合，可以改善本专利技术所述锡银铜钎料的性能，抑制焊点中IMC的生长；且改性纳米TiO2的用量小。
[0011]另外氨基和环氧基反应后具有活性羟基，可与剩余的氨基相互配合，分别与金属原子连接，进一步提高改性纳米TiO2在锡银铜钎料中分散性，从而改善锡银铜钎料的性能。
[0012]加入适量的铈元素，可以避免改性纳米TiO2导致钎料润湿性降低的问题。
[0013]优选地，含有氨基的POSS为氨丙基异丁基聚多面体硅氧烷、八(氨基苯基三氧硅烷)中的至少一种。
[0014]优选地，接枝有环氧基团的纳米TiO2是纳米TiO2经含有环氧基团的硅烷偶联剂接枝改性获得。
[0015]优选地，含有环氧基团的硅烷偶联剂为可以为γ
‑
缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、2
‑
(3,4
‑
环氧环己烷)乙基三甲氧基硅烷中的至少一种。
[0016]优选地，接枝有环氧基团的纳米TiO2的粒径≤30nm。
[0017]优选地，接枝有环氧基团的纳米TiO2、含有氨基的POSS的重量比为1:1.5
‑
2。
[0018]优选地，反应温度为60
‑
70℃，反应时间为4
‑
5h。
[0019]优选地，进行反应后，固液分离，洗涤，干燥得到改性纳米TiO2。
[0020]本专利技术的制备方法包括如下步骤：将各原料按重量份混匀，然后球磨，再干燥压块，熔炼，浇注成型得到高性能电子行业用无铅焊料。
[0021]有益效果
[0022]本专利技术先对粒径≤30nm的纳米TiO2进行接枝改性，引入环氧基团，然后与含有氨基的POSS反应，将纳米TiO2和POSS连接在一起，从而大幅改善其分散性问题；并且引入了POSS，POSS可以提高锡银铜钎料的力学性能，并且能吸附IMC层，抑制IMC层的生长；纳米TiO2可以在锡银铜钎料中均匀分散，细化晶粒，且能抑制锡银铜钎料的焊点界面IMC厚度的增加，抑制IMC层的生长；小粒径的纳米TiO2可以进一步改善钎料的性能；
[0023]适量的POSS与适量的纳米TiO2相互配合，可以改善本专利技术所述锡银铜钎料的性能，抑制焊点中IMC的生长；且改性纳米TiO2的用量小；
[0024]另外氨基和环氧基反应后具有活性羟基，可与剩余的氨基相互配合，分别与金属原子连接，进一步提高改性纳米TiO2在锡银铜钎料中分散性，从而改善锡银铜钎料的性能；加入适量的铈元素，可以避免改性纳米TiO2导致钎料润湿性较低的问题。
具体实施方式
[0025]下面，通过具体实施例对本专利技术的技术方案进行详细说明，但是应该明确提出这些实施例用于举例说明，但是不解释为限制本专利技术的范围。
[0026]实施例1
[0027]一种锡银铜钎料，其原料按重量百分比包括：Ag 3.0％、Cu 0.5％、改性纳米TiO20.1％、Sn 96.36％、Ce 0.04％；
[0028]其中，在改性纳米TiO2的制备过程中，将粒径≤30nm的1gγ
‑
缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷改性纳米TiO2在100ml N
‑
甲基吡咯烷酮中搅拌分散均匀，然后加入1.8g氨丙基异丁基聚多面体硅氧烷，升温至65℃反应4.5h，过滤，用乙醇、水洗涤滤饼，然后于60℃烘干得到改性纳米TiO2。
[0029]实施例2
[0030]一种锡银铜钎料，其原料按重量百分比包括：Ag 3.0％、Cu 0.5％、改性纳米TiO20.08％、Sn 96.37％、Ce 0.05％；
[0031]其中，在改性纳米TiO2的制备过程中，将粒径≤30nm的1gγ
‑
缩水甘油醚氧丙基三
甲氧基硅烷改性纳米TiO2在100ml N
‑
甲基吡咯烷酮中搅拌分散均匀，然后加入2g八(氨基苯基三氧硅烷)，升温至65℃反应4.5h，过滤，用乙醇、水洗涤滤饼，然后于60℃烘干得到改性纳米TiO2。
[0032]实施例3
[0033]一种锡银铜钎料，其原料按重量百分比包括：Ag 2.9％、Cu 0.55％、改性纳米TiO20.05％、Sn 96.47％、Ce 0.03％；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锡银铜钎料，其特征在于，其原料按重量百分比包括：Ag2.9
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3.1％、Cu0.45
‑
0.55％、改性纳米TiO20.05
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0.15％、Sn96.15
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96.57％、Ce0.03
‑
0.05％，各原料的重量百分比总和为100％；其中，在改性纳米TiO2的制备过程中，将接枝有环氧基团的纳米TiO2在溶剂中分散均匀，加入含有氨基的POSS，进行反应得到改性纳米TiO2。2.根据权利要求1所述锡银铜钎料，其特征在于，含有氨基的POSS为氨丙基异丁基聚多面体硅氧烷、八(氨基苯基三氧硅烷)中的至少一种。3.根据权利要求1或2所述锡银铜钎料，其特征在于，接枝有环氧基团的纳米TiO2是纳米TiO2经含有环氧基团的硅烷偶联剂接枝改性获得。4.根据权利要求3所述锡银铜钎料，其特征在于，含有环氧基团的硅烷...

【专利技术属性】
技术研发人员：王彩霞，金霞，经敬楠，张玉，金莹，史金光，杨学顺，张玲玲，
申请(专利权)人：浙江亚通焊材有限公司，
类型：发明
国别省市：