[发明专利]无铅焊料合金及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种制备无铅焊料合金的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.在基底上制备金属I薄膜；

S2.在所述金属I薄膜表面制备金属II薄膜；

S3.在所述金属II薄膜表面制备纳米银层，得到所述无铅焊料合金；

其中，所述金属I为Cu、Ag、Bi、Zn、In或Ni中的一种，所述金属II为Sn。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述金属I薄膜、所述金属II薄膜、所述纳米银层的厚度比为1～100:1～100:0.01～0.1。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：S2步骤中，在所述金属I薄膜表面制备所述金属II薄膜之前，首先在所述金属I薄膜表面制备金属III薄膜，然后在所述金属III薄膜表面制备所述金属II薄膜，所述金属III为Ag或Zn。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述金属I薄膜、所述金属III薄膜、所述金属II薄膜、所述纳米银层的厚度比为1～100:0.01～1:1～100:0.01～0.1。

5.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于：S1步骤中，在所述基底上制备所述金属I薄膜之前，首先在所述基底上制备金属过渡层，然后在所述金属过渡层表面制备所述金属I薄膜。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：制备所述纳米银层的方法为电镀纳米银方法、化学镀纳米银方法或自组装纳米银方法，所述纳米银层的结构为单层密排结构或多层台阶排列结构，所述纳米银层中Ag的颗粒形状为树枝状、球形或椭圆形。

7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述无铅焊料合金的熔点小于或者等于180℃。

8.一种无铅焊料合金，其特征在于：所述无铅焊料合金包括若干金属薄膜层，所述金属薄膜层依次为金属I薄膜、金属II薄膜和纳米银层，且所述金属I薄膜、所述金属II薄膜、所述纳米银层的厚度比值为1～100:1～100:0.01～0.1，所述无铅焊料合金的熔点小于或者等于180℃，其中，所述金属I为Cu、Ag、Bi、Zn、In或Ni中的一种，所述金属II为Sn。

9.根据权利要求8所述的无铅焊料合金，其特征在于：所述无铅焊料合金中还包括设置在金属I薄膜和金属II薄膜之间的金属III薄膜，且所述金属I薄膜、所述金属III薄膜、所述金属II薄膜、所述纳米银层的厚度比值为1～100:0.01～1:1～100:0.01～0.1，其中，所述金属III为Ag或Zn。

10.一种根据权利要求1至7任一项所述的方法制备的无铅焊料合金的应用，其特征在于：所述无铅焊料合金用于焊接电子元器件和基板，焊接的方法包括以下步骤：

S1.在待焊接的所述电子元器件表面制备金属I薄膜；

S2.在所述金属I薄膜表面制备金属II薄膜；

S3.在所述金属II薄膜表面制备纳米银层，得到所述无铅焊料合金；

S4.在低于或等于200℃的条件下采用回流焊方法使所述无铅焊料合金熔合，将所述电子元器件与所述基板焊接在一起。

其中，所述金属I为Cu、Ag、Bi、Zn、In或Ni中的一种，所述金II为Sn。