[发明专利]一种高精度异型无铅焊料柱的制备方法

说明书

本发明提供了一种高精度异型无铅焊料柱的制备方法，该方法主要包括如下步骤：1)熔炼：将各种合金原料熔炼成合金熔液；2)浇铸：将合金熔液浇铸成可用于挤压的锭坯；3)挤压：将锭坯加热，然后进行热挤压制备出线材；4)拉丝：采用拉丝方法对线材进行最后定径加工；5)矫直：对完成定径加工的线材进行矫直处理；6)开槽：采用精确定位圆盘锯片对线材做开槽加工；7)锯断：在模具的准确限位控制下，完成异型无铅焊料柱的最终锯断定形。本发明通过一系列高效率方法技术的运用，成功生产出了高精度异型无铅焊料柱产品，并且生产成本较低，材料利用率高于一般的机加工，生产过程也关注到了产品内部微观组织的控制，确保了产品的性能。

技术领域

本发明涉及电子元器件封装用焊接材料制备领域，特别涉及一种不规则的带槽圆柱形预成型焊料的制备方法。

背景技术

无铅焊料是目前合乎环保要求的所有不含铅元素的焊接材料的统称，在电子封装领域得到广泛的应用，由于技术的传承性，目前大量使用的是焊锡丝、焊料片和焊膏类产品。但是在电缆、光缆等特殊的焊接场合，由于焊接结构设计的特殊性，常用的无铅焊料产品无法实现有效焊接，因此就可能用到如带槽的焊料柱等形状特殊，又对尺寸公差控制要求十分严格的异型焊料产品。

目前常规焊料丝、焊料片产品所使用到的挤压、轧制、冲压等制备方法无法直接生产出这种特殊要求的高精度异型无铅焊料柱产品。采用如线切割等的机加工方法又因为方法本身存在放电或高温效应会侵蚀到焊料柱本身，形成腐蚀层，最终影响到焊接的效果，同时一般的机加工方法都存在材料利用率低的问题。采用如压力铸造方法制备异型焊料柱又存在工作效率低、尺寸公差难以满足要求而产品合格率低等问题。

因而寻找一种高效率的生产高精度异型无铅焊料柱产品的方法是本领域亟待解决的问题。

发明内容

鉴于此，有必要针对上述问题提供一种高精度异型无铅焊料柱的制备方法，通过一系列高效率方法技术的运用，成功生产出了高精度异型无铅焊料柱产品，并且生产成本较低，材料利用率高于一般的机加工过程，生产过程也关注到了产品内部微观组织的控制，确保了产品的性能。

本发明提供了一种高精度异型无铅焊料柱的制备方法，包括以下几个步骤：

1)熔炼：将各种合金原料熔炼成合金熔液；

2)浇铸：采用水冷铁模进行浇铸，制备可用于挤压的圆柱形锭坯；

3)挤压：将锭坯加热，然后进行热挤压制备出线材；

4)拉丝：通过拉丝模具的控制，将线材直径公差精确控制在±0.01mm范围内；

5)矫直：采用矫直辊对拉丝时出现一定程度弯曲的线材进行矫直，以使其纵向平直度达到使用要求；

6)开槽：采用圆盘锯片对线材进行纵向锯切开槽；

7)横向锯断。

进一步的，为了更为精准地控制合金的微观组织，所述步骤1)的熔炼温度为300-800℃；优选350-650℃。并且要求温度能精确控制在实际设定温度值的±10℃范围内，这样有利于保证合金溶液形成较大的浇铸时的过冷度，同时又有利于完成浇铸后合金微观组织的稳定。

进一步的，所述步骤2)采用水冷铁模进行浇铸，实现冷却水的可调节流速控制和实时温度测量反馈，有利于提高得以细化的合金组织的均匀性。采用水冷铁模可以有效促进锭坯的热量传递，加快冷却过程，细化合金组织。

进一步的，所述步骤3)的热挤压温度为合金熔点(Tm)的0.4-0.9Tm温度范围之内；优选0.6-0.9Tm温度范围内，有利于减少挤压产品缺陷，降低对挤压设备的压力要求。在0.4-0.9Tm之间进行，可以一次完成线材的加工，缩短生产过程时间，节约生产成本。同时30-200之间的大挤压比的采用也可以提升材料的性能，为后续的加工过程减少潜在问题和风险。