[发明专利]一种高强度铅基合金钎料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种高强度铅基合金钎料及其制备方法，属于混合集成电路技术领域。该钎料以质量百分比计，组成为：Sn 9.0～10.0wt％、Sb 9.0～10.0wt％、Au 3.5～5.0wt％，Y 2.0～10.0ppm、Gd 2.0～10.0ppm、Co 2.0～10.0ppm，Pb为余量。采用中频感应‑电磁搅拌‑快速凝固方法进行钎料合金熔炼，制备出板材；再经超声振动‑等温精轧‑等温拉伸，制成焊箔。该钎料熔化温度适中，为共晶合金，对金属镀层具有良好润湿性，钎焊工艺性好，在合适的工艺下对金镀层熔蚀较小，适用于不同厚度且有力学性能要求的镀金器件，同时可以作为镀金器件分级钎焊焊料。

技术领域

本发明属于混合集成电路技术领域，具体涉及一种高强度铅基合金钎料及其制备方法。

背景技术

目前，在微电子器件制造中，镀金可以降低接触电阻、防腐蚀，大多用于高可靠微电子器件制造工艺中。复杂的电子器件需要不同熔化温度区间的分级钎焊，常用的镀金器件分级钎焊共晶钎料有AuSn20(280℃)、SnAgCu3-0.5(217℃)、SnPb37(183℃)，在220℃—280℃之间仍缺少一级软钎钎料用于分级钎焊，需研制出一种熔点在250℃左右的高可靠钎料用于镀金器件钎焊。

复杂的电子器件需要不同熔化温度区间的分级钎焊，但目前除了金基钎料钎焊镀金器件有较好的力学性能，其他的钎料钎焊镀金器件力学性能很难达到AuSn20的水平，无法实现在AuSn20熔化温度以下区间，对有强度要求的镀金器件分级钎焊。

金基钎料AuGe12(361℃)、AuSi3.5(363℃)和AuSn20(280℃)对镀金层均无溶蚀现象，是高可靠镀金器件常用的钎料，有着对于镀金层无熔蚀、对镀金层润湿性优良和良好的导热性、高的接头强度和耐热冲击等优点，其中AuSn20作为电子封装常用钎料，广泛被用于高可靠镀金器件的无钎剂钎焊和气密封装，但强度是主要要求的镀金器件，选择AuSn20钎料无疑是增加了不必要的成本，需要一种高接头强度的钎料来降低使用成本。

发明内容

针对现有技术的上述问题，本发明提供了一种高强度铅基合金钎料及其制备方法。

为实现上述目的，本发明包括如下技术方案：

一种高强度铅基合金钎料，以质量百分比计，其组成为：Sn 9.0～10.0％、Sb 9.0～10.0％、Au 3.5～5.0％，Y 2.0～10.0ppm、Gd 2.0～10.0ppm、Co 2.0～10.0ppm，Pb为余量。

优选的，Au的质量含量为4.0～5.0wt％。

本发明的高强度铅基合金钎料为共晶钎料，其熔化温度为241℃。

本发明的钎料中，添加Au 3.5～5.0wt％可以提高钎料在镀金层上的流动性，抑制对镀金层的熔蚀，从而提高接头的抗剪强度，并使钎料成为共晶钎料。

本发明的钎料中，组合添加了微量元素Y、Gd、Co，含量为：Y 2.0～10.0ppm、Gd 2.0～10.0ppm、Co 2.0～10.0ppm，可以使合金共晶组织细化，起到了细晶强化的作用，提高了钎料抗拉强度、屈服强度和延伸率等力学性能。

如上所述的合金钎料的形态为箔带。

另一方面，本发明提供上述高抗剪强度合金软软钎料的制备方法。

一种高强度铅基合金钎料的制备方法，该方法包括如下步骤：

a.钎料合金熔炼：按重量百分比备料，Sn 9.0～10.0wt％、Sb 9.0～10.0wt％、Au3.5～5.0wt％，Y 2.0～10.0ppm、Gd 2.0～10.0ppm、Co 2.0～10.0ppm，Pb余量，将各组分混合，采用“中频感应-电磁搅拌-快速凝固”方法制备出板材；

b.将步骤a制得的板材经“超声振动-等温精轧-等温拉伸”，制成焊箔。