[发明专利]一种泡沫焊锡及其制备方法

说明书

本发明公开了一种泡沫焊锡及其制备方法，所述泡沫焊锡包括，板状焊锡和核壳结构高熔点金属颗粒，核壳结构高熔点金属颗粒分散于板状焊锡中；所述核壳结构高熔点金属颗粒以高熔点金属颗粒为核，以锡为壳，锡包覆于高熔点金属颗粒外层；高熔点金属颗粒的熔点高于板状焊锡熔点300℃以上。所述泡沫焊锡是按照重量百分比将足量的核壳结构高熔点金属颗粒加入到熔融焊锡中搅拌，浇铸、快速冷却成胚料；将所述胚料经挤压、轧制得到。在制备时，无需加入焊剂更加环保，也无需过量加入核壳结构高熔点金属颗粒，易于得到分布均匀、含量可控的泡沫焊锡。

技术领域

本发明属于半导体元件和基板的管芯焊接领域，尤其涉及一种泡沫焊锡及其制备方法。

背景技术

泡沫焊锡是一种用于半导体元件和基板管芯焊接的材料。通过在焊锡材料中分散高熔点金属颗粒，确保焊接时焊接部位具有适量的焊锡，从而使被焊接的半导体器件不会发生倾斜，提高了结合强度。专利CN101432095B公开了一种泡沫焊锡，在板状焊锡中分散高熔点金属颗粒而成，以混合母合金法制备得到，具体为，将比实际分散到焊锡中的量多的金属颗粒与可热分解的液态焊剂混合而形成混合物；再将获得的混合物投入熔融焊锡中形成混合母合金；最后，将混合母合金投入熔融焊锡中浇铸成型，得到在板状焊锡中分散有多个金属颗粒的泡沫焊锡。

该方法制备得到的泡沫焊锡解决了其他制备方法如滚压埋入法和混合法所存在的金属颗粒和焊锡基体结合不强的问题。然而，在整个制备过程中仍存在以下问题：(1)制备时必须加入液态焊剂，受热分解的液态焊剂分解挥发产生大量烟气，烟气若直接排放不环保，而加装烟气处理装置会增加成本；(2)制备时，需要将过量的金属颗粒混和焊剂后再加入到熔融焊锡中时，大部分金属颗粒浮于熔融焊锡表面，即使搅拌也很难融入。大量加入的金属颗粒和熔融焊锡表面形成的氧化渣混在一起，导致混合母合金中金属颗粒的分布不均匀，制备得到的泡沫焊锡中实际分散的金属颗粒的数量难以定量。

发明内容

基于上述技术问题，本发明提供了一种泡沫焊锡及其制备方法，在制备时无需加入焊剂更加环保，也无需过量加入核壳结构高熔点金属颗粒，易于得到分布均匀、含量可控的泡沫焊锡。

本发明具体方法如下：

本发明提供了一种泡沫焊锡，包括，板状焊锡和核壳结构高熔点金属颗粒，核壳结构高熔点金属颗粒分散于板状焊锡中；所述核壳结构高熔点金属颗粒以高熔点金属颗粒为核，以锡为壳，锡包覆于高熔点金属颗粒外层；高熔点金属颗粒的熔点高于板状焊锡熔点300℃以上。

优选地，所述核壳结构高熔点金属颗粒占板状焊锡重量的百分比为0.5-5wt％。

优选地，所述核壳结构高熔点金属颗粒中，高熔点金属颗粒的粒径为20-300μm，该高熔点金属颗粒的粒径偏差在粒径的40％以内；高熔点金属颗粒外层的锡包覆厚度为1μm-15μm。

优选地，所述高熔点金属颗粒外层的锡包覆厚度为5μm-10μm。

优选地，所述核壳结构高熔点金属颗粒中高熔点金属颗粒与锡之间冶金结合。

优选地，所述高熔点金属颗粒选自镍、银、铜、铁以及它们的合金中的一种或两种以上的组合；优选地，所述高熔点金属颗粒为镍。

本发明还提供了一种所述泡沫焊锡的制备方法，包括：按照重量百分比将足量的核壳结构高熔点金属颗粒加入到熔融焊锡中搅拌，浇铸、挤压、轧制得到。

本发明所述泡沫焊锡中的板状焊锡是以锡为主要成分并对其适当添加Ag、Cu、Sb、Bi、Zn等元素获得的锡合金。本发明所述核壳结构金属颗粒的制备方法没有具体限定，可以采用常规方法制备得到，包括但不限于CN1061180696B所公开的方法。

本发明所述泡沫焊锡，是以锡为壳将其包覆于高熔点金属颗粒外层形成核壳结构高熔点金属颗粒，所述核壳结构高熔点金属颗粒分散于板状焊锡得到。相较于现有的直接将高熔点金属颗粒分散于板状焊锡得到的泡沫焊锡，本发明有益效果为：