[发明专利]微米/纳米颗粒增强型复合焊料及其制备方法

权利要求书

1.一种微米/纳米颗粒增强型锡基合金焊粉的制备方法，该锡基合金焊粉用于制作低温钎焊复合焊料，包括以下步骤：

步骤A1：将金属锡Sn加热至345～355℃熔融成为液态金属锡Sn；

步骤A2：在实施步骤A1获得的液态金属锡Sn中加入微米/纳米级金属颗粒；所述微米/纳米级金属颗粒包括铜Cu、银Ag、锑Sb中的任意一种或两种；

步骤A3：在实施步骤A2获得的液态混合金属中加入抗氧化剂，并抽出容置该液态混合金属空间内的剩余空气至负压状态；

步骤A4：将实施步骤A3制得的液态混合金属保温在345～355℃的负压密封状态，采用大功率超声波或机械方式分散处理30～90分钟，使所述微米/纳米级金属颗粒充分弥散分布于其中而成为具有微米/纳米金属颗粒高度分散的微米/纳米颗粒增强型液态锡基金属；

步骤A5：将实施步骤A4、完成分散处理后的温度介于345～355℃的液态锡基金属输送至雾化仓进行雾化分散成型处理，该雾化仓工作条件控制在0～50℃温度范围内，并控制雾化仓内环境的氧含量在400～2000ppm；所述雾化仓采用的雾化方式，包括超声波雾化、离心力雾化或气雾化方式；雾化分散成型处理后的液态锡基金属快速冷却成微细金属颗粒，即微米/纳米颗粒增强型锡基合金焊粉。

2.根据权利要求1所述微米/纳米颗粒增强型锡基合金焊粉的制备方法，其特征在于，

在实施步骤A2时加入的所述微米/纳米级金属颗粒，其直径尺寸范围为30nm～8μm或100nm～1μm或1μm～5μm；

在实施步骤A3时，加入抗氧化剂后抽出容置该液态混合金属空间内的剩余空气至―0.1Mpa,并将该负压保持在实施A4步骤的整个过程中。

3.根据权利要求1所述微米/纳米颗粒增强型锡基合金焊粉的制备方法，其特征在于，

在实施步骤A2时，加入的微米/纳米级金属颗粒为铜Cu、银Ag、锑Sb中的任意一种或两种，按质量百分比计，其组份是：铜Cu 0～3％、银Ag 0～4％、锑Sb 0～10％，由此混合形成液态的微米/纳米颗粒增强型锡基金属，该熔融的液态的微米/纳米颗粒增强型锡基金属包括液态的SnCu、SnSb、SnAg和SnAgCu合金。

4.根据权利要求3所述微米/纳米颗粒增强型锡基合金焊粉的制备方法，其特征在于，

在实施步骤A2时：加入的微米/纳米级金属颗粒，还包括，按质量百分比计，镍Ni 0.01～0.1％、铈Ce 0.001～0.05％、钴Co 0.001～0.1％、纳米状石墨烯0.1～0.9％和碳纳米管0.01～0.05％诸颗粒中的任意一种或多种。

5.根据权利要求1所述微米/纳米颗粒增强型锡基合金焊粉的制备方法，其特征在于，在实施步骤A3时，加入的抗氧化剂包括松香或LiCl-KCl熔盐；

在实施步骤A4时，采用大功率超声波分散所述微米/纳米级金属颗粒，功率超声波分散以增强锡基合金焊粉的条件是：超声频率10kHz～30kHz，功率1kW～10kW；

在实施步骤A4时，采用机械分散所述微米/纳米级金属颗粒，机械分散以增强锡基合金焊粉的条件是：高速旋转分散桨的线速度为10m/s～100m/s；

此外，所述微米/纳米颗粒增强型锡基合金焊粉的制备方法还包括

步骤A6：将实施步骤A5时制得的微米/纳米颗粒增强型锡基合金焊粉，经机械筛分或气流筛分，得到不同粒径规格的颗粒粉末，制成规格尺寸为T3～T8型的微米/纳米颗粒增强型锡基合金焊粉备用。

6.一种微米/纳米颗粒增强型复合焊料的制备方法，该微米/纳米颗粒增强型复合焊料用于低温钎焊，包括以下步骤：

步骤B：按照质量百分比计，称取基于权利要求1至5任意一项微米/纳米颗粒增强型锡基合金焊粉制备方法制得的10～40％微米/纳米颗粒增强型锡基合金焊粉，再分别称取50～80％SnBi系低熔点合金焊粉和8～15％助焊剂；

步骤C：在室温条件下将实施步骤B称取的各组份借助机械搅拌均匀，制得用于低温钎焊的微米/纳米颗粒增强型复合焊料。