[发明专利]一种银钎焊膏及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于焊接技术领域，具体地说，是一种银钎焊膏及其制备方法。

背景技术

银焊膏具有较低的熔点，良好的润湿性和填满间隙的能力，施焊后接头具有强度高，导电性和耐蚀性能优良的优点，目前已广泛应用于制冷、电器、航天航空等领域。在自动化钎焊过程中，焊膏可以被定量地施展在待焊处，与自动化焊接设备配合可以实现快速精确点膏，因而极大地提高了钎焊效率，受到使用者普遍的青睐。在感应焊过程中，以被焊金属表面及焊膏中金属粉的涡流电阻产生的热量作为热源，同时通过热传导的方式传热，使得焊膏逐渐融化铺展，连接被焊金属。在电阻钎焊过程中，被焊工件间施加焊膏后，被压在两电极之间，并通以电流，利用电流流经工件接触面及邻近区域产生的电阻热将其加工到熔化状态，使之形成金属结合。因而在感应钎焊或电阻钎焊过程中，焊膏的内部传热及导电性能是影响其钎焊性能的重要因素。然而，焊膏配方中的载体和钎剂导热导电性能往往不佳，容易延缓焊膏的熔化过程，从而降低钎焊效率。

石墨烯具有极大的载流子迁移率(15000cm²/(V·s))，其热导率可达5000W/(m·K)。由于石墨烯良好的导电导热能力，将其引入焊膏体系可以在感应焊或电阻焊过程中提高焊膏的导电导热性能，缩短焊膏融化时间，进而提高钎焊效率。

公开号为CN 104400247 A的中国发明专利，提供了一种高导热石墨烯-Sn-Ag系复合钎料的制备方法。该方法极好地提高了Sn-Ag系钎料的导热性能，并且通过石墨烯表面镀金属，有效解决了石墨烯在复合钎料中容易上浮和团聚的问题。该发明说明石墨烯的引入确实可以提高焊料的导热性能。但此方法通过在石墨烯表面镀金属来解决石墨烯团聚和上浮的问题，方法过于复杂。

因此，以一种可实施性强、操作简单的工艺手段实现高导热导电型石墨烯-焊材的制备具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提出了一种用石墨烯改善的高导热导电焊材的制备方法，即一种银钎焊膏及其制备方法，采用可实施性强、操作简单的工艺手段实现高导热导电型石墨烯-焊材的制备。

为实现上述目的：

本发明提供一种高导热导电型银钎焊膏的制备方法，包括如下步骤：

第一步：将石墨稀分散在具有一定粘度的载体中，得到石墨烯/载体分散体系；

第二步：在石墨烯/载体分散体系中加入银焊粉和钎剂，得到的石墨烯/载体/银焊粉/钎剂混合体系；

第三步：将第二步得到的混合体系进行研磨，得到石墨烯均匀分散的高导热导电型银钎焊膏。

进一步的，所述第一步中：与氧化还原法制备的石墨烯相比，机械剥离法、外延生长法和化学气相沉淀法等制备的石墨烯导电导热性能更好。更进一步的，球磨法具有操作方便、运行安全、产量大等优点，优选以球磨法制备的石墨烯。

进一步的，所述第二步中：随着石墨烯比例的提高，焊膏的导电导导热性能也随之提高，但随着合金粉的比例的下降，所形成接头的综合性能会受到影响。因此，为了保持更好的综合性能，石墨烯在载体中的添加比例优选为5-20wt％。

进一步的，所述第二步中：为了充分束缚住石墨烯片层，避免上浮或发生团聚，所述载体的粘度优选为5000-30000cp。

更进一步的，所述第二步中：载体的选择范围包括聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯、聚丁烯、聚乙二醇、凡士林、乙二醇乙醚醋酸酯、香蕉水中的一种或多种，载体粘度的大小可以通过高分子有机物、中分子量有机物、稀释溶剂等进行调整。

进一步的，所述第二步中：所述银焊粉需不与载体、钎剂反应。所述银焊粉的种类主要包括银铜锌焊粉、银铜磷焊粉、银铜锌镉焊粉。

进一步的，所述第二步中：所述钎剂主要作用是与钎焊加热过程中生成的氧化物反应，去除金属氧化物，辅助焊接过程顺利进行，并且所述钎剂需不与载体、焊粉发生反应。所述钎剂包括碳酸钾、氟化钾、氟化钙、氧化硼、硼酸、氟硼酸钾、硼酸钾、硼酸钠、氟氢化钾、水中的一种或多种。

进一步的，所述第二步中，所述焊粉作为焊膏的主要组成，添加比例优选为55-90wt％，钎剂用于辅助焊接，添加比例优选为为10-30wt％。

进一步的，所述第三步中：为使石墨烯得到充分的分散，优选三辊研磨机对焊膏进行多次研磨，更进一步的，所述研磨次数优选为10-200次。

本发明还提供一种上述制备方法制备的高导热导电型银钎焊膏。