专利名称：一种铜粉增强的锡锌复合钎料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及无铅复合钎料技术领域，具体是指一种铜粉增强的锡锌复合钎料及其制备方法。
背景技术：
由于铅对环境的危害及对人体的毒害越来越引起人们的重视，电子产品无铅化已是全球化的趋势。在寻找传统锡铅钎料的替代品的过程中，锡锌无铅钎料由于熔点接近锡铅钎料的熔点，并且具有优异的机械性能及良好的经济性被认为是锡铅钎料的潜在替代品之一。但钎焊时锡锌钎料/铜钎焊接头界面金属间化合物是铜锌金属间化合物，在高温下会快速生长，由于铜锌化合物的脆性和高温不稳定性，在使用过程中导致焊点开裂；另在锡锌钎料焊点中，锌是以单质锌存在，由于锌电极电位高导致电化学腐蚀，而使焊点剥离，降低钎焊接头可靠性。为限制锡锌钎料/铜钎焊接头界面铜锌金属间化合物的生长及降低焊点中单质锌的含量，名称为“锡锌铜无铅钎料合金”的200410021039.8号中国发明专利申请、名称为“锡锌铜镍无铅钎料合金”的200510047022.4号中国发明专利申请提出了在锡锌钎料中加入铜和镍来降低钎焊时钎料中锌的活性，从而减少界面铜锌化合物的厚度及降低钎料中单质锌的含量，但铜和镍的加入导致钎料熔点升高；名称为“用无铅的锡锌焊料固定电子元件且不降低连接强度的方法”的02122018.2号中国发明专利申请提出了在铜箔上镀镍、再镀金的方法，在铜箔表面上的镍电镀层用作阻挡层，可防止在钎焊接头中形成铜锌反应层，否则铜锌反应层可导致连接强度降低。该法虽然可阻止铜锌化合物的生长，但增加电镀工艺，工艺过程复杂，生产成本增加，同时并不能降低焊点中单质锌的含量。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述现有技术中存在的不足之处，提供一种铜粉增强的锡锌复合钎料及其制备方法。该锡锌复合钎料除具有一般复合钎料高的抗蠕变性能及耐疲劳性能外，还具有抑制界面金属化合物的生长；降低接头中单质锌含量的作用。
本发明的目的通过下述技术方案实现所述一种铜粉增强的锡锌复合钎料的制备方法，包括如下步骤和工艺条件以重量份数计，将83～87.5份粉状锡锌钎料、0.5～5份铜粉及10～15份高活性膏状钎剂混合并搅拌均匀，制得膏状铜粉增强的锡锌复合钎料。
为了更好地实现本发明，所述锡锌钎料中以重量百分比计，包括8～9％的锌、0～3％的铋，其余为锡；所述粉状锡锌钎料的粒径为40～80μm；所述铜粉的粒径为1～10μm。
所述一种铜粉增强的锡锌复合钎料就是通过上述方法制备而成。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果1、本发明制备的铜粉增强的锡锌复合钎料除具有一般复合钎料高的抗蠕变性能及耐疲劳性能外，还具有抑制界面金属化合物的生长，降低接头中单质锌的含量的作用，因此可进一步提高接头可靠性。由于该复合钎料并不改变原锡锌钎料的熔点，因此可在较低的温度进行钎焊，不改变原来的钎焊工艺。
2、本发明制备工艺简单。
具体实施例方式
下面结合实施例，对本发明做进一步地详细说明，但本发明的实施方式并不限于此。
实施例一以重量份数计，在86份粒径为45μm的Sn-9Zn粉状锡锌钎料中加入2份粒径为8μm的铜粉，用12份高活性膏状钎剂将上述粉状锡锌钎料与铜粉通过机械搅拌的方法混合均匀，搅拌时间为30min，调制得膏状铜粉增强的锡锌复合钎料。将该复合钎料膏放入冰箱保存备用，该复合钎料膏可用于再流焊并得到高可靠性的钎焊接头。
实施例二以重量份数计，在83份粒径为80μm的Sn-9Zn粉状锡锌钎料中加入2份粒径为10μm的铜粉，用15份高活性膏状钎剂将上述粉状锡锌钎料与铜粉通过机械搅拌的方法混合均匀，搅拌时间为30min，调制得膏状铜粉增强的锡锌复合钎料。将该复合钎料膏放入冰箱保存备用，该复合钎料膏可用于再流焊并得到高可靠性的钎焊接头。
实施例三以重量份数计，在87.5份粒径为45μm的Sn-9Zn粉状锡锌钎料中加入0.5份粒径为8μm的铜粉，用12份高活性膏状钎剂将上述粉状锡锌钎料与铜粉通过机械搅拌的方法混合均匀，搅拌时间为30min，调制得膏状铜粉增强的锡锌复合钎料。将该复合钎料膏放入冰箱保存备用，该复合钎料膏可用于再流焊并得到高可靠性的钎焊接头。
实施例四以重量份数计，在87.5份粒径为40μm的Sn-8Zn-3Bi粉状锡锌钎料中加入0.5份粒径为1μm的铜粉，用12份高活性膏状钎剂将上述粉状锡锌钎料与铜粉通过机械搅拌的方法混合均匀，搅拌时间为30min，调制得膏状铜粉增强的锡锌复合钎料。将该复合钎料膏放入冰箱保存备用，该复合钎料膏可用于再流焊并得到高可靠性的钎焊接头。
实施例五以重量份数计，在86份粒径为40μm的Sn-8Zn-3Bi粉状锡锌钎料中加入2份粒径为1μm的铜粉，用12份高活性膏状钎剂将上述粉状锡锌钎料与铜粉通过机械搅拌的方法混合均匀，搅拌时间为30min，调制得膏状铜粉增强的锡锌复合钎料。将该复合钎料膏放入冰箱保存备用，该复合钎料膏可用于再流焊并得到高可靠性的钎焊接头。
实施例六以重量份数计，在85份粒径为60μm的Sn-8Zn-3Bi粉状锡锌钎料中加入5份粒径为4μm的铜粉，用10份高活性膏状钎剂将上述粉状锡锌钎料与铜粉通过机械搅拌的方法混合均匀，搅拌时间为30min，调制得膏状铜粉增强的锡锌复合钎料。将该复合钎料膏放入冰箱保存备用，该复合钎料膏可用于再流焊并得到高可靠性的钎焊接头。
权利要求
1.一种铜粉增强的锡锌复合钎料的制备方法，其特征是，包括如下步骤和工艺条件以重量份数计，将83～87.5份粉状锡锌钎料、0.5～5份铜粉及10～15份高活性膏状钎剂混合并搅拌均匀，制得膏状铜粉增强的锡锌复合钎料。
2.根据权利要求1所述的一种铜粉增强的锡锌复合钎料的制备方法，其特征是，所述锡锌钎料中以重量百分比计，包括8～9％的锌、0～3％的铋，其余为锡。
3.根据权利要求1或2所述的一种铜粉增强的锡锌复合钎料的制备方法，其特征是，所述粉状锡锌钎料的粒径为40～80μm。
4.根据权利要求1所述的一种铜粉增强的锡锌复合钎料的制备方法，其特征是，所述铜粉的粒径为1～10μm。
5.一种铜粉增强的锡锌复合钎料，就是通过权利要求1所述方法制备而成。
全文摘要
本发明公开了一种铜粉增强的锡锌复合钎料及其制备方法，该方法以重量份数计，是将83～87.5份粉状锡锌钎料、0.5～5份铜粉及10～15份高活性膏状钎剂混合并搅拌均匀，制得膏状铜粉增强的锡锌复合钎料。本发明制备的铜粉增强的锡锌复合钎料除具有一般复合钎料高的抗蠕变性能及耐疲劳性能外，还具有抑制界面金属化合物的生长，降低接头中单质锌的含量的作用，因此可进一步提高接头可靠性。由于该复合钎料并不改变原锡锌钎料的熔点，因此可在较低的温度进行钎焊，不改变原来的钎焊工艺。本发明制备工艺简单。
文档编号B23K35/26GK1931509SQ20061012272
公开日2007年3月21日 申请日期2006年10月13日 优先权日2006年10月13日
发明者卫国强 申请人:华南理工大学