Ag基合金粉体浆料、Ag基合金活性焊料及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种Ag基合金粉体浆料、Ag基合金活性焊料及其制备方法，浆料按质量百分含量计包括：Ag基合金粉体30％

【技术实现步骤摘要】
Ag基合金粉体浆料、Ag基合金活性焊料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及焊接
，具体地，涉及Ag基合金粉体浆料、超细Ag基中温合金活性焊料及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着电力电子技术的发展，电子产品更加轻薄和细小，对焊膏的品质要求也越来越高。焊膏的品质质量主要取决于焊料、助焊剂等关键配方因子。为适应焊盘以及电子芯片等的尺寸减小，焊料粒径也要求越来越细，而且焊粉的粒度大小分布、微观形貌及分散性可以直接影响焊接的可靠性。在焊接工艺过程中，具有超细粒度、窄分布、近球形度及高分散性的活性焊料产品才能与助焊剂等配方因子复合形成高品质的焊膏产品。目前,合金焊料的研究主要集中在以替代传统Sn
‑
Pb37的低熔点无铅焊料和熔化温度高于800℃的高温焊料上,对于熔化温度介于400～600℃中温合金焊料的研究报道较少。面对巨大的市场需求,中温合金焊料的研究正成为国内外研究的重点。经检索发现，申请号为CN201910519532.9的铜基抗氧化中温合金封接焊料及制备方面，焊料的组分及各组分的质量百分比为：Ag 25～30％，Ge 5～10％，In 3～8％，Ga 2～5％，Si 1～3％，Co 0.5～1％，Y 0.2～0.5％，Ce 0.2～0.5％，B 0.1～0.3％，Cr 0.1～0.3％，余量为铜。该制备方法包括：将Ge、Co原料放入真空熔炼炉中熔炼制备GeCo中间合金；(2)将步骤(1)中制备好的GeCo中间合金与Cu、Ag、In、Si、Ga、Y、Ce、B、Cr原料按配比一同放入真空熔炼炉中，待完全合金液完全熔化后，将炉内温度降至1000～1100℃后，合金液浇铸定型模具内，循环水冷却温度至室温后，将所需的铸锭从真空炉内去取出；(3)将步骤(2)中得到的铸锭在真空退火炉内固溶处理，自然冷却至室温取出铸锭；(4)将步骤(3)退火处理后的铸锭进行车剥，以去除铸锭表面的脏污及氧化层；(5)将步骤(4)处理后的铸锭热轧开坯；(6)将步骤(5)带材进行冷轧处理，带材变形量控制在8～10％，相邻道次间进行真空退火处理；(7)将步骤(6)带材轧制1～2mm后，带材变形量控制在6～8％，每两道次间进行真空退火处理，带材轧制到0.1mm后将其进行冲压出所需形状的产品。该专利技术制备得到的封接材料具有焊接温度低，但是其制备工艺复杂。
[0003]常用的合金焊料制备方法主要有化学共沉淀、液相分散法、机械合金化法等。其中，前两者属于湿法合成工艺，在结晶成核阶段工艺控制要求较高，颗粒非常容易团聚，而机械合金化法(或高能球磨)虽然是制备合金焊料的常用制备方法，但其合金化周期长(＞30h)，合金焊料粒度为几十μm数量级，合金焊料的准球形度及均匀性较差，导致合金焊料的熔化温度、动力粘度、铺展性能等相关焊接性能的调控提升受到极大限制。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种Ag基合金粉体浆料及应用。
[0005]本专利技术第一个方面提供一种Ag基合金粉体浆料，按质量百分含量计包括以下组分：Ag基合金粉体30％
‑
60％和流体介质40％
‑
70％。
[0006]当Ag基合金粉体的质量百分含量低于30％或高于60％时，影响Ag基合金粉体与流
体介质之间的相互剪切作用效果，从而影响到粉体浆料的粘度特性，导致粉体浆料的最终细度(粒度分布宽窄)、分散性、解聚能力以及纳米活化程度无法达到制备超细Ag基中温合金活性焊料的要求。
[0007]优选地，所述流体介质为去离子水、无水乙醇或丙三醇中任一种。
[0008]优选地，所述Ag基合金粉体质量百分含量为40％
‑
50％。
[0009]本专利技术第二个方面提供一种超细Ag基中温合金活性焊料的制备，采用上述的Ag基合金粉体浆料进行。超细是指粒度D50＜2μm，窄分布，也包含一些纳米级颗粒，属于微纳级别。
[0010]优选地，包括：
[0011]将Ag基合金粉体浆料放入所述砂磨机的砂磨腔体中，再向所述砂磨腔体中加入砂磨介质，对所述Ag基合金粉体浆料进行球磨；其中，Ag基合金粉体与流体介质发生解聚反应，使Ag基合金粉体发生破碎分解成微纳级别的合金粉体，同时在所述流体介质作用下，使所述微纳级别的合金粉体发生表面羟基化，形成具有动力学粘度的浆料产物，即得到超细Ag基中温合金活性焊料。
[0012]优选地，所述砂磨介质为氧化锆珠、玛瑙球或氧化铝珠的任一种。
[0013]优选地，所述氧化锆珠的直径为0.6mm
‑
1.2mm。
[0014]优选地，对所述Ag基合金粉体浆料进行球磨，其中：解聚转速为300rpm
‑
500rpm，解聚时间为1h
‑
4h。
[0015]优选地，所述超细Ag基中温合金活性焊料的动力学粘度为200mPa
·
s
‑
350mPa
·
s，所述超细Ag基中温合金活性焊料的细度为0＜D
50
＜2μm。
[0016]优选地，所述超细Ag基中温合金活性焊料的铺展率达到142cm2/g
‑
180cm2/g。
[0017]本专利技术第三个方面提供一种超细Ag基中温合金活性焊料，由所述的超细Ag基中温合金活性焊料的制备方法得到。
[0018]上述超细Ag基中温合金活性焊料的制备，Ag基合金粉体浆料发生解聚反应的反应机理为：流体介质中包含了羟基基团，在流体介质运动过程中与Ag基合金粉体相互发生物理化学反应，使Ag基合金粉体发生破碎分解成微纳级别的合金粉体，流体介质的羟基基团促使这些微纳级别粉体发生表面羟基化(使Ag基合金粉体纳米活化)、形成具有一定动力学粘度的浆料产物。
[0019]与现有技术相比，本专利技术具有如下至少一种的有益效果：
[0020]1、本专利技术上述制备方法中，对Ag基合金粉体浆料采用了流体解聚法调控流体动力学粘度，利用流体介质、砂磨磨球共同在研磨腔体内形成剪切力、冲击力、内摩擦力等合力作用下，产生了比高能球磨法更高的研磨能量，有效实现Ag基合金粉体的纳米活化，提升研磨效果。
[0021]2、本专利技术上述制备方法中，相比于机械合金化法，本专利技术具有研磨效率高，缩短产品加工周期，实现自动分级，产品收率高等技术优势。
[0022]3、本专利技术上述制备方法中，相比于机械合金化法，采用流体解聚法合成的Ag基中温合金活性焊料在合金化周期、颗粒粒度、单分散性等性能更为优异；能将机械合金化法难以破碎的微纳颗粒团聚进行深度的亚微米解聚作用，形成单分散性良好、粒度分布窄、准球形度高的稳定产品。
[0023]4、本专利技术上述制备方法中，采用本专利技术制得的Ag基中温合金活性焊料产品在焊接组件加工应用过程中，发挥了该产品的高活性渗透、低熔化温度、结构均一性等优点，所加工的焊接组件能实现良好的焊接性能，保证焊接组件各自力学强度的同时可获得高强度高可靠的焊接接头。
附本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种Ag基合金粉体浆料，其特征在于，按质量百分含量计包括以下组分：Ag基合金粉体30％
‑
60％和流体介质40％
‑
70％。2.根据权利要求1所述的一种Ag基合金粉体浆料，其特征在于，所述流体介质为去离子水、无水乙醇或丙三醇中任一种。3.根据权利要求1所述的一种Ag基合金粉体浆料，其特征在于，所述Ag基合金粉体质量百分含量为40％
‑
50％。4.一种超细Ag基中温合金活性焊料的制备方法，其特征在于，采用权利要求1
‑
3任一项所述的Ag基合金粉体浆料进行。5.根据权利要求4所述的超细Ag基中温合金活性焊料的制备方法，其特征在于，包括：将Ag基合金粉体浆料放入砂磨机的砂磨腔体中，再向所述砂磨腔体中加入砂磨介质，对所述Ag基合金粉体浆料进行球磨；其中，Ag基合金粉体与流体介质发生解聚反应，使所述Ag基合金粉体发生破碎分解成微纳级别的合金粉体，同时在所述流体介质作用下，使所述微纳级别的合金粉体发生表面羟基化，形成具有动力学粘度的浆料产物，即得到超细Ag基中温合金活性焊料。6.根据权利要求5...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴新合，陈林驰，穆成法，沈涛，
申请(专利权)人：温州宏丰电工合金股份有限公司，
类型：发明
国别省市：