【技术实现步骤摘要】
本申请涉及焊膏领域，更具体地说，它涉及一种焊点中含网状imc的焊膏及其制备方法。
技术介绍
1、随着电子工业飞速发展，新一代电子产品不断向着功能多样、可靠高效的方向发展，这同样也对现有的电子封装技术提出了更高的要求。先进成熟的电子封装技术不仅能够为电子元器件长期正常运行提高保障，还可以在确保系统稳定的前提下进一步提高产品工作上限，同时焊料作为电子封装技术的重要一环也逐渐受到重视。
2、近年来，sn-pb共晶焊料因为焊接过程中对人体存在危害性被国内外立法限制，然而作为替代品的传统无铅焊料却因为焊点可靠性差、熔点过高、成本高等问题无法充分满足市场需求，因此开发新型无铅焊料有着重要意义。目前针对无铅焊料配方改良工作主要是通过合金化控制界面处imc的生成，或者利用合金元素形成新相通过第二相强化机制提高焊点力学性能。
3、针对上述中的相关技术，专利技术人发现，控制imc在焊点中形成网状结构可以有效提高焊点强度，减少焊点缺陷，提高焊接质量，并由此提供了一种焊点中含网状imc的焊膏。
技术实现思路
1、为了提高焊点强度，本申请提供一种焊点中含网状imc的焊膏及其制备方法。
2、第一方面，本申请提供一种焊点中含网状imc的焊膏，采用如下的技术方案：
3、一种焊点中含网状imc的焊膏，包括以下质量份数的各组分：
4、锡合金粉100份、微纳米铜粉5-15份、助焊剂2-10份；
5、所述微纳米铜粉的平均粒径为0.05µm-100µm
6、通过采用上述技术方案，将微纳米铜粉与锡合金粉混合为焊粉，锡合金粉提供sn源，微纳米铜粉提供cu源；焊接时随着温度的升高，熔点较低的sn源融化，并通过毛细管效应在其周围的cu颗粒表面湿润铺展，同时发生冶金反应生成imc组织cu6sn5：cu+sn→cu6sn5，同时也会发生反应生成少量的cu3sn：9cu+cu6sn5→5cu3sn；随着湿润铺展和冶金反应的进行imc组织融合连接形成imc骨架结构网络。
7、在焊接过程中，焊点内部由于反应过程中元素扩散不均、sn、cu与反应生成imc之间的体积变化等原因导致了肯达尔孔洞的生成，使焊点处存在孔隙；专利技术人发现，通过控制微纳米铜粉的粒径与用量，有效提高了焊点质量，减少焊接缺陷。一方面，0.05µm-100µm的微纳米铜粉可以使cu具有较佳的反应速率，在较短的加热时间内提高生成的imc组织的数量，有利于形成网状结构的形成；另一方面，焊膏中合理的微纳米铜粉含量可以保证焊点中imc的含量，并且有效减少焊点中的孔洞，进一步减少焊接缺陷，减少了含量过低而使imc网络分布不均的可能性，并减少了含量过高imc组织团聚集合而无法有效形成imc网络并生成较大孔洞的可能性。
8、综上所述，本申请的焊膏能够在焊点中形成imc骨架网络，imc骨架网络的韧性好，可以承受更大的剪切力，有效改善焊点的韧性，减少裂纹的扩散，同时imc骨架网络的生成也会减少界面处的imc厚度并减少肯达尔孔洞的生成，有效提高焊点强度，提高了焊点质量和可靠性，并且能够降低焊接温度，减少焊接时对cu-cu互连结构的散热性能的影响，减小了焊接过程对母材和基板的影响，有效提高焊膏的应用效果。
9、优选的，所述微纳米铜粉为经过酸洗预处理后得到，酸洗预处理具体包括以下步骤：
10、用质量分数为4-10%的稀盐酸洗涤微纳米铜粉，再用无水乙醇洗涤，干燥，得到预处理微纳米铜粉。
11、通过采用上述技术方案，通过酸洗处理去除微米尺度的微纳米铜粉的表面氧化层，保证微纳米铜粉具有较佳的反应活性和反应速率。
12、优选的，所述微纳米铜粉的平均粒径为0.05µm-15µm。
13、通过采用上述技术方案，进一步提高cu的反应速率，在促进imc网状结构的形成，同时较小粒径的铜粉可以有效降低焊膏的熔点，降低焊接温度，减小焊接过程中对母材和基板的影响。
14、优选的，所述微纳米铜粉的平均粒径为0.05µm-0.5µm，且所述微纳米铜粉为酸洗预处理后再经甲酸改性处理后得到，甲酸改性操作具体包括以下步骤：
15、将酸洗后的微纳米铜粉浸入2-10%的甲酸溶液中，超声处理2-10min，再用无水乙醇洗涤，干燥，得到改性微纳米铜粉。
16、通过采用上述技术方案，纳米尺度的铜粉能够进一步降低焊接熔点并促进imc网络的均匀生成，但纳米尺度的铜粉更易氧化，故采用酸洗与抗氧化改性处理相配合，通过稀盐酸的酸洗去除微纳米铜粉表面氧化层，再通过甲酸的浸渍处理，使微纳米铜粉表面形成一层还原性包覆层，有效减少铜粉氧化的可能性，减少了因铜粉氧化而无法有效形成焊点的可能性，能够有效保证焊点的可靠性和质量。
17、优选的，所述焊膏还包括抗坏血酸和甲酸，所述抗坏血酸的质量为所述焊膏总质量的0.01-0.25%，所述甲酸的质量为所述焊膏总质量的0.01-0.25%。
18、通过采用上述技术方案，抗坏血酸与甲酸能够进一步减少焊接过程中纳米尺度的微纳米铜粉的氧化现象，进一步提高焊点质量。
19、优选的，所述锡合金粉为sn99.7cu0.3粉末，和/或，将锡粉与铜粉按质量比(0.92-0.97):(0.03-0.08)熔融混合后雾化制备而得。
20、通过采用上述技术方案，锡铜合金能够促进imc组织的形成与扩散，促进imc骨架网络的均匀形成。
21、优选的，所述锡合金粉的平均粒径为15-25µm。
22、通过采用上述技术方案，通过优化锡合金粉的粒径能够进一步促进imc骨架网络的形成并提高焊点的质量。
23、优选的，所述焊膏的焊接条件为：在空气气氛、常压下于245-255℃焊接50-70s。
24、通过采用上述技术方案，在上述焊接条件下焊接，在焊点中形成均匀的imc网状结构，焊点中的孔洞缺陷少，焊点的强度高、可靠性强、质量好，并且较低焊接温度能够减少焊点对基材和母板的影响，减少焊接时对cu-cu互连结构的散热性能的影响，减小了焊接过程对母材和基板的影响，能够应用于电子封装技术中保障电子元器件的长期正常运行。
25、第二方面，本申请提供一种焊点中含网状imc的焊膏的制备方法，采用如下的技术方案：
26、一种焊点中含网状imc的焊膏的制备方法，包括以下步骤：
27、采用质量分数为4-10%的稀盐酸洗涤微纳米铜粉，再用无水乙醇洗涤后干燥，得到预处理微纳米铜粉；
28、按配比，将锡合金粉、预处理微纳米铜粉、助焊剂搅拌混匀，离心1-3min，得到焊点中含网状imc的焊膏。
29、通过采用上述技术方案，通过搅拌、离心处理使锡合金粉与微纳米铜粉均匀混合，并减少离心时间过长而导致焊膏分层的可能性。
30、优选的，所述微纳米铜粉的平均粒径为0.05µm-0.5µm，所述焊膏的制备方法包括以下步骤：
31、采用质量分数为4-10%的稀本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种焊点中含网状IMC的焊膏，其特征在于，包括以下质量份数的各组分：
2.根据权利要求1所述的焊点中含网状IMC的焊膏，其特征在于，所述微纳米铜粉为经过酸洗预处理后得到，酸洗预处理具体包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的焊点中含网状IMC的焊膏，其特征在于，所述微纳米铜粉的平均粒径为0.05µm-15µm。
4.根据权利要求3所述的焊点中含网状IMC的焊膏，其特征在于，所述微纳米铜粉的平均粒径为0.05µm-0.5µm，且所述微纳米铜粉为酸洗预处理后再经甲酸改性处理后得到，甲酸改性操作具体包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的焊点中含网状IMC的焊膏，其特征在于，所述焊膏还包括抗坏血酸和甲酸，所述抗坏血酸的质量为所述焊膏总质量的0.01-0.25%，所述甲酸的质量为所述焊膏总质量的0.01-0.25%。
6.根据权利要求1所述的焊点中含网状IMC的焊膏，其特征在于，所述锡合金粉为Sn99.7Cu0.3粉末，和/或，将锡粉与铜粉按质量比(0.92-0.97):(0.03-0.08)熔融混合后雾化制备而得。
...【技术特征摘要】
1.一种焊点中含网状imc的焊膏，其特征在于，包括以下质量份数的各组分：
2.根据权利要求1所述的焊点中含网状imc的焊膏，其特征在于，所述微纳米铜粉为经过酸洗预处理后得到，酸洗预处理具体包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的焊点中含网状imc的焊膏，其特征在于，所述微纳米铜粉的平均粒径为0.05µm-15µm。
4.根据权利要求3所述的焊点中含网状imc的焊膏，其特征在于，所述微纳米铜粉的平均粒径为0.05µm-0.5µm，且所述微纳米铜粉为酸洗预处理后再经甲酸改性处理后得到，甲酸改性操作具体包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的焊点中含网状imc的焊膏，其特征在于，所述焊膏还包括抗坏血酸和甲酸，所述抗坏血酸的质量为所述焊膏总质量的0.01-0.25%，所述甲酸的质量为所述焊膏总质量的0.01-0.25%。...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈钦，沈骏，李寒冰，
申请(专利权)人：苏州优诺电子材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。