[发明专利]一种焊接用纳米颗粒复合材料膜的制备工艺

说明书

本发明涉及预成型焊料技术领域，具体公开了一种焊接用纳米颗粒复合材料膜的制备工艺，包括以下步骤：物料混合→真空脱泡→流延成膜→干燥固化→后处理。本发明制备工艺具有简单易行、可控性强、效率高和成本低的特点，能有效保证所制备的纳米颗粒复合材料膜成分和尺寸均匀稳定、加工性能优良和低温烧结焊接的可靠性高，可广泛应用于预成型焊料领域。

技术领域

本发明涉及预成型焊料技术领域，具体涉及一种焊接用纳米颗粒复合材料膜的制备工艺。

背景技术

近年来，焊膏特别是纳米银焊膏作为一种半固态的电子封装用焊接材料，因其具有良好的导热性、导电性、耐高温和适合低温烧结等优点，在大功率半导体(如IGBT)封装领域备受关注。然而，膏状焊料含有较多溶剂成分，在加热过程中溶剂挥发，或者在烧结反应时放出气体，均会导致焊接层形成空洞，进而影响焊接强度及焊料层的导热、导电性能。此外，焊膏一般需要低温存储，使用前还要经过回温搅拌、印刷成型等复杂工序，既不方便使用又容易浪费；而且，纳米银焊膏也不能实现大面积焊接，一般都需要在被焊接的表面上镀银，焊接后的空洞率也较大。

预成型纳米银膜是一种纳米颗粒复合材料膜，由纳米银粉、成膜剂、分散剂、增塑剂、粘度调节剂、缓蚀剂和助焊剂组成，预成型纳米银膜可用流延法制备。现有技术中，流延法是作为一种制备大面积、薄平陶瓷材料的重要成型工艺方法，并未见用于预成型焊料领域。目前也未见有焊接用纳米颗粒复合材料膜的相关制备工艺的公开报道。

发明内容

有鉴于此，有必要针对上述的问题，提供一种焊接用纳米颗粒复合材料膜的制备工艺，本发明的制备工艺具有简单易行、可控性强、效率高和成本低的特点，能有效保证纳米颗粒复合材料膜的成分和尺寸均匀稳定、加工性能优良和低温烧结焊接的可靠性高。

为实现上述目的，本发明采取以下的技术方案：

本发明的焊接用纳米颗粒复合材料膜的制备工艺，包括以下步骤：

(1)物料混合：先将纳米颗粒与适量溶剂混合，然后分别加入成膜剂、分散剂、增塑剂、粘度调节剂、缓蚀剂和助焊剂，每一种组成原料添加后均需充分搅拌，直至形成均匀的浆料；

(2)真空脱泡：将浆料置于真空度为-0.04～-0.1MPa的条件下进行脱泡5-30min；

(3)流延成膜：用流延机将浆料均匀铺展成一定厚度的湿膜，流延高度为0.1-2.0mm，流延速度为0.20-1.0m/min；

(4)干燥固化：在温度为20-60℃的条件下进行干燥固化形成薄膜；

(5)后处理：对干燥固化后的薄膜进行整平处理和裁切成型。

进一步的，所述溶剂包括甲醇、乙醇、乙醚、丙酮、氯仿、二氯甲烷和乙酸乙酯中的至少一种。

进一步的，所述溶剂的用量为纳米颗粒、成膜剂、分散剂、增塑剂、粘度调节剂、缓蚀剂和助焊剂的质量总和的3-8倍。

进一步的，所述成膜剂、分散剂、增塑剂、粘度调节剂、缓蚀剂和助焊剂的添加次序为按照这些物质沸点从高到低依次添加。

进一步的，步骤(1)所述搅拌为采用超声波进行搅拌，所述超声波的功率为300-1000W，超声波搅拌的时间为5-60min。

进一步的，所述纳米颗粒包括银、铜、铝、镍、金、锡、锌、铁、铟、镓等的金属、合金及其氧化物的纳米颗粒中的一种或多种。

作为优选的，所述纳米颗粒为金属银的纳米颗粒。

本发明的有益效果为：