利用纳米Cu6Sn5相改性SAC/Cu焊点界面及检测的方法

文档序号:33647589发布日期:2023-03-29 05:20阅读:来源:国知局

技术特征:
1.利用纳米cu6sn5相改性sac/cu焊点界面的方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)制备纳米cu6sn5颗粒:将cucl
2-2h2o与无水乙醇混合,搅拌形成溶液a;将sncl
2-2h2o与无水乙醇混合,搅拌形成溶液b;将nabh4与无水乙醇混合,搅拌形成溶液c;溶液a中cucl
2-2h2o的溶质分数高于溶液b中sncl
2-2h2o的溶质分数;取等体积的溶液a、溶液b和溶液c,先将溶液a溶液b混合并进行磁力搅拌,并在磁力搅拌过程中将溶液c滴加入溶液a和溶液b的混合溶液中,在磁力搅拌下反应,原本澄清的溶液中逐渐生成黑色物质,放出气泡,释放热量,直至溶液反应停止,得到种子晶为纳米cu和纳米sn的种子晶溶液;将聚乙烯吡咯烷酮与无水乙醇混合,搅拌形成溶液d,然后将与溶液a等体积的溶液d滴加到种子晶溶液中,溶液变浅灰色后再变黑,并伴有气泡产生,最终形成纳米cu6sn5颗粒;将纳米cu6sn5颗粒反复离心清洗后干燥,得到纳米cu6sn5颗粒;(2)制备改性焊料合金:分别称取sn3.0ag0.5cu和步骤(1)得到的纳米cu6sn5颗粒,混合均匀后放入超声波清洗器中进行超声震荡,使sn3.0ag0.5cu和纳米cu6sn5颗粒混合更加均匀,得到改性后的sn3.0ag0.5cu-cu6sn5x焊料合金;纳米cu6sn5颗粒的质量分数为0.1~0.2%。(3)pcb板前处理:用稀盐酸处理pcb板表面氧化物,待基板表面光亮时用酒精清洗去除盐酸,再擦拭干净;(4)贴装和时效处理:将步骤(2)制得的sn3.0ag0.5cu-cu6sn5x合金贴装在pcb基板上,再进行回流焊处理,之后再进行时效处理,得到样板。2.根据权利要求1所述的利用纳米cu6sn5相改性sac/cu焊点界面的方法,其特征在于,将cucl
2-2h2o与无水乙醇混合形成的溶液a中,cucl
2-2h2o的浓度为0.107mol/l-0.127mol/l;将sncl
2-2h2o与无水乙醇混合形成的溶液b中,sncl
2-2h2o的浓度为0.028mol/l-0.037mol/l;将nabh4与无水乙醇混合形成的溶液c中,nabh4的浓度为2.681mol/l-2.756mol/l;所述溶液d的聚乙烯吡咯烷酮浓度为0.0038mol/l-0.0043mol/l。3.根据权利要求1或2所述的利用纳米cu6sn5相改性sac/cu焊点界面的方法,其特征在于,上述步骤(1)中,溶液a中铜离子与溶液b中亚锡离子的摩尔比不小于6:5。4.根据权利要求1所述的利用纳米cu6sn5相改性sac/cu焊点界面的方法,其特征在于,上述步骤(4)所述时效处理是对制备的样板进行150℃高温时效处理,制备至少4组样板,在150℃的条件下,将不同的样板分别保温0h、50h、100h、200h。5.根据权利要求1或2所述的利用纳米cu6sn5相改性sac/cu焊点界面的方法,其特征在于,纳米cu6sn5颗粒的添加量为sn3.0ag0.5cu质量的0.1%。6.根据权利要求1或2所述的利用纳米cu6sn5相改性sac/cu焊点界面的方法,其特征在于,上述步骤(1)中,溶液a和溶液b混合后在磁力搅拌下的反应时间为40-60min,将溶液c滴加入溶液a和溶液b的混合溶液中的磁力搅拌下的反应时间为40-60min;所述反复离心清洗纳米cu6sn5颗粒,用离心机第一遍清洗的转速为800-1000r/min,清洗时间为8-10min,其余清洗遍数的转速为600-800r/min,清洗时间为5-8min,重复3次。7.根据权利要求1或2所述的利用纳米cu6sn5相改性sac/cu焊点界面的方法,其特征在于,上述步骤(2)所述超声震荡的震荡时间为20min-25min。8.根据权利要求1或2所述的利用纳米cu6sn5相改性sac/cu焊点界面的方法,其特征在于,所述将sn3.0ag0.5cu-cu6sn5x合金贴装在pcb基板上,是采用丝网印刷方法将
sn3.0ag0.5cu-cu6sn5x合金印刷至pcb基板上。9.权利要求1~8任一项所述焊点界面的检测方法,其特征在于,分别制备各样板的金相观察样品,进行镶样、磨样、抛光、腐蚀,再进行焊点界面的显微组织观察分析。10.如权利要求9所述焊点界面的检测方法,其特征在于,所述抛光、腐蚀,是顺序用400目、800目、1200目、2000目的砂纸在磨抛机上将样板焊点界面磨至可分辨,然后用10000目的金刚石磨砂膏进行抛光,再用2%hno3+5%hcl+93%ch4o腐蚀液腐蚀金相,用棉签蘸取腐蚀液后快速擦拭界面,腐蚀后用清水清洗制得金相观察样品,使样板焊点界面在金相显微镜下没有划痕显示,能够清晰看到界面形貌。

技术总结
利用纳米Cu6Sn5相改性SAC/Cu焊点界面及检测的方法,先制备得到纳米Cu6Sn5颗粒,再将Sn3.0Ag0.5Cu和纳米Cu6Sn5颗粒混合均匀后进一步进行超声震荡,使两者混合更加均匀,得到改性后的Sn3.0Ag0.5Cu-Cu6Sn5x焊料合金;将PCB板处理掉表面氧化物,然后将Sn3.0Ag0.5Cu-Cu6Sn5x合金贴装在PCB基板上,再进行回流焊处理,之后再进行时效处理即可。本发明在不改变焊料原有性能的基础上,通过纳米Cu6Sn5相增强Sn3.0Ag0.5Cu无铅焊料,抑制IMC层生长,可以有效提高焊点的可靠性。效提高焊点的可靠性。效提高焊点的可靠性。


技术研发人员:杨红卫 赵玲彦 白海龙 严继康 梁华鑫 王彪 赵建华 冷曼希 张洪宇
受保护的技术使用者:云南锡业集团(控股)有限责任公司研发中心 西南石油大学
技术研发日:2022.12.01
技术公布日:2023/3/28
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