一种扁平状复合钎料及其制备方法与应用与流程

    专利查询2025-08-10  11


    本发明涉及钎料,具体涉及一种扁平状复合钎料及其制备方法与应用。


    背景技术:

    1、焊接是通过将钎料加热到低于两个待连接的电子元器件的熔点而高于钎料熔点的温度而将两个电子元器件固定连接的连接方法。在服役过程中,电子元器件间的焊接层会受到热应力、高密度电流和功率循环等严苛考验,随着电子元器件的日趋精密和集成化,对焊接层质量的要求越来越高。焊接层的焊接空洞率和厚度均匀性,都会影响焊接层的质量。如果焊接层的焊接空洞率偏大或者厚度均匀性不佳,都会造成焊点的可靠性下降,抗冷热循环及耐冲击性能变差,焊接层易出现裂纹甚至断裂,极有可能给元器件造成不可弥补的损失。

    2、钎料的焊接目前一般是通过助剂进行还原焊接,助剂为助焊剂、甲酸或氢气,焊接时,助剂自身或助剂还原被焊接面和焊料表面的氧化膜时都会产生气体,焊接时所产生的气体由于没有排出的通道,被封闭在焊接面中不便排出,甚至无法排出,从而给降低焊接空洞率、提高焊接质量带来不少的困扰。同时,由于钎料熔化后呈流体状,其没有支撑能力,在焊接过程中上、下电子元器件的焊接面所受到的压力的方向与焊接面的垂直度较差会导致焊接层倾斜,进而导致焊接层厚度不均匀。在焊接层较厚的部位,焊接层的热阻较大,因此电子元器件所产生的热量会在焊接层较厚的部位积聚,导致电子元器件局部温度过高,进而造成电子元器件的失效或者烧损;在焊接层较薄的部位,由于焊接层的钎料量不够,焊接层易于出现空洞,焊接层空洞率高,则焊点的热阻就会增大。

    3、因此,降低焊接层的焊接空洞率,提升焊接层的厚度均匀性,对提升焊接层的质量,从而保证电子元器件服役过程中的可靠运行至关重要。


    技术实现思路

    1、本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种扁平状复合钎料及其制备方法与应用。

    2、为实现上述目的,本发明采取的技术方案为:第一方面,提供了一种扁平状复合钎料,扁平状钎料上设有多个均布的通孔和嵌在通孔内部的金属球;

    3、其中,通孔的形状为椭圆形和多边形中的至少一种,且通孔的面积与金属球的大圆面积比为2-8;金属球的熔点-钎料的熔点≥200℃;金属球的直径和扁平状钎料的厚度相同。

    4、在一些实施方式中,所述通孔的面积与金属球的大圆面积比为4-6。

    5、在一些实施方式中,相邻的所述通孔的间距为3-9mm。

    6、在一些实施方式中,所述多边形为直角三角形、等腰三角形、矩形、梯形、平行四边形、菱形中的至少一种。

    7、在一些实施方式中,所述金属为铜、铜合金、镍、镍合金、银、银合金、金中的至少一种。

    8、在一些实施方式中,所述扁平状钎料为锡基钎料、铅基钎料、铋基钎料、铟基钎料、锌基钎料、锑基钎料、铝基钎料中的一种。

    9、在一些实施方式中,所述扁平状复合钎料的表面包括助焊剂。

    10、第二方面,提供了所述扁平状复合钎料的制备方法,包括以下步骤:

    11、将钎料的原料按比例进行熔炼并浇铸成铸锭,然后将铸锭经压延形成扁平状钎料;

    12、在扁平状钎料上冲切出通孔,然后将金属球嵌入通孔中,得到扁平状复合钎料。

    13、在一些实施方式中,所述扁平状复合钎料的制备方法,还包括在扁平状复合钎料的表面涂覆助焊剂。

    14、第三方面,提供了所述的扁平状复合钎料在电子元器件焊接中的应用。

    15、与现有技术相比,本发明的有益效果为:本发明在扁平状钎料上设有多个均布的通孔,并把熔点高于钎料200℃的金属球嵌入通孔内,使得金属球不会滚动,不存在金属球丢失、错位、堆叠的情况,提高了金属球在钎料中的分布均匀,从而提高了焊接层的厚度均匀性;另一方面,通孔和金属球之间存在间隙,使得焊接过程中产生的气体从间隙中排出,降低了焊接空洞率;在一方面,在焊接过程中,金属球不会融化,金属球和熔融的钎料的润湿作用,提高了焊接强度。



    技术特征:

    1.一种扁平状复合钎料,其特征在于,扁平状钎料上设有多个均布的通孔和嵌在通孔内部的金属球;

    2.如权利要求1所述的扁平状复合钎料,其特征在于,所述通孔的面积与金属球的大圆面积比为4-6。

    3.如权利要求1所述的扁平状复合钎料,其特征在于,相邻的所述通孔的间距为3-9mm。

    4.如权利要求1所述的扁平状复合钎料,其特征在于,所述多边形为直角三角形、等腰三角形、矩形、梯形、平行四边形、菱形中的至少一种。

    5.如权利要求1所述的扁平状复合钎料,其特征在于,所述金属为铜、铜合金、镍、镍合金、银、银合金、金中的至少一种。

    6.如权利要求1所述的扁平状复合钎料,其特征在于,所述扁平状钎料为锡基钎料、铅基钎料、铋基钎料、铟基钎料、锌基钎料、锑基钎料、铝基钎料中的一种。

    7.如权利要求1-6任一项所述的扁平状复合钎料,其特征在于,所述扁平状复合钎料的表面包括助焊剂。

    8.一种如权利要求1-7任一项所述的扁平状复合钎料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

    9.如权利要求8所述的扁平状复合钎料的制备方法,其特征在于,所述扁平状复合钎料的制备方法还包括在扁平状复合钎料表面涂覆助焊剂。

    10.如权利要求1-7任一项所述的扁平状复合钎料在电子元器件焊接中的应用。


    技术总结
    本发明提供了一种扁平状复合钎料及其制备方法与应用,属于钎料技术领域。本发明在扁平状钎料上设有多个均布的通孔和嵌在通孔内部的金属球;其中,通孔的形状为椭圆形和多边形中的至少一种,且通孔的面积与金属球的大圆面积比为2‑8;金属球的熔点‑钎料的熔点≥200℃;金属球的直径和扁平状钎料的厚度相同。本发明通过在扁平状钎料上设置通孔并在通孔内部嵌入金属球,提高了焊接层厚度的均匀性,并降低了焊接空洞率。

    技术研发人员:蔡航伟,林钦耀,韩华,洪少健,黄耀林,李金朋,曾世堂,李志豪
    受保护的技术使用者:广州汉源微电子封装材料有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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