一種環(huán)保釬料箔片電磁壓制制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種釬料的制備方法，具體涉及一種環(huán)保釬料箔片電磁壓制制備方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 封裝技術(shù)在微電子產(chǎn)業(yè)、IT、家電、航天和軍工等行業(yè)中應(yīng)用十分廣泛，封裝技術(shù) 有一個共同特征：應(yīng)用釬焊技術(shù)將引線或芯片利用釬料箔片焊接到基板上。釬焊質(zhì)量直接 影響到封裝質(zhì)量，而釬料箔片是影響釬焊質(zhì)量的關(guān)鍵材料，因此釬料箔片的有效制備是必 須解決的關(guān)鍵問題。
[0003] 封裝用釬料箔片主要有金基釬料箔片和銀基釬料箔片。金基釬料釬焊溫度高，價 格昂貴，目前只用于有特殊要求的場合；銀基釬料釬焊溫度較低、性能優(yōu)良，應(yīng)用廣泛。銀基 釬料主要分為含鎘銀基釬料和環(huán)保無鎘銀基釬料。但鎘是有毒有害物質(zhì)，長期大量使用會 給人類健康和環(huán)境帶來不可忽視的危害，因此含鎘銀基釬料被禁用；環(huán)保無鎘銀基釬料應(yīng) 用潛力巨大，但其在成形過程中脆性相多，塑性差，箔片制備困難，因此，如何行之有效地 加工出環(huán)保且性能滿足要求、形狀多樣的薄片釬料是封裝領(lǐng)域急需解決的熱點和難點問題 之一。
[0004] 目前制備環(huán)保無鎘銀基釬料箔片的常用方法有軋制、快速凝固等。傳統(tǒng)的軋制技 術(shù)思路是先將釬料熔煉合金化，然后再加工成形為箔片；即將釬料合金熔煉鑄錠，均勻化退 火后采用多次熱擠壓開坯得到厚板材，多次熱軋后再經(jīng)十余次冷軋、冷精軋（需多次中間 退火），得到釬料箔片。其技術(shù)特點是熔煉合金化后釬料脆性相急劇增加，造成釬料塑性下 降而成形困難，成材率低，同時該方法工藝步驟多、周期長、質(zhì)量難于控制、成本較高、效率 低，生產(chǎn)過程中易產(chǎn)生高溫氧化、增加合金脆性，影響其成形性能及焊接性能，產(chǎn)品形狀單 一，須后續(xù)加工成特定形狀后才能用于釬焊封裝，難于實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。因此國內(nèi)尚無成熟 的工業(yè)化制備環(huán)保無鎘銀基釬料箔片的方法。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，提供一種工藝簡 單，成品率高的環(huán)保釬料箔片電磁壓制制備方法，該方法得到的環(huán)保釬料箔片致密性好，密 度高。
[0006] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是：
[0007] 提供一種環(huán)保釬料箔片電磁壓制制備方法，具體為：按預定釬料合金中各元素的 化學計量比稱取金屬粉末原料，將金屬粉末原料稱放入電磁壓制裝置的模具型腔中，所述 模具型腔與所需壓制成型的環(huán)保釬料箔片形狀相匹配，利用電磁壓制工藝進行放電壓制成 形，放電電壓為700-1300V，放電電容為8200-14350 μ F，然后將所得壓坯經(jīng)脫模、燒結(jié)合金 化后得到環(huán)保釬料箔片。
[0008] 按上述方案，所述放電次數(shù)為1-2次。
[0009] 按上述方案，所述燒結(jié)工藝為：將壓坯置于高溫爐中，于氬氣氣氛下450~600°C 進行燒結(jié)，隨爐冷卻即得環(huán)保釬料箔片。
[0010] 按上述方案，所述燒結(jié)時間為30min-lh。
[0011] 按上述方案，所述環(huán)保釬料箔片的厚度為0. 1~I. 5mm。
[0012] 本發(fā)明中，所用電磁壓制設(shè)備可采用為擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的自制電磁壓制設(shè)備， 如黃尚宇等人在文獻《ρζτ陶瓷粉末低電壓電磁壓制實驗研宄》中所披露的設(shè)備（塑料工程 學報，2007, 2(1) :42-47)。
[0013] 本發(fā)明通過粉末冶金方法結(jié)合電磁壓制技術(shù)制備環(huán)保釬料箔片的方法具有以下 有益效果：
[0014] 1、本發(fā)明所述制備方法采用電磁壓制成形技術(shù)，將釬料金屬粉末放入電磁壓制設(shè) 備模具中進行壓制，然后經(jīng)壓制成形的釬料經(jīng)燒結(jié)合金化后即得到致密均勻、性能良好的 釬料箔片，可直接用于釬焊封裝工序，工藝過程簡單，成品率高，生產(chǎn)成本低，易于質(zhì)量控制 和實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)；2、與傳統(tǒng)軋制法相比，其直接利用純金屬粉末塑性好的特點壓制成形 再合金化，有效回避了傳統(tǒng)方法中將環(huán)保釬料合金化后再成型因合金脆性相多、塑性差而 成形困難的難題；3、本發(fā)明可根據(jù)封裝產(chǎn)品形狀、尺寸采用不同形狀、規(guī)格的模具，從而一 次成形制備出與封裝產(chǎn)品形狀相匹配的釬料箔片，簡單便捷。
【附圖說明】
[0015] 圖1為本發(fā)明實施例所用電磁壓制工裝示意圖；
[0016] 圖2為實施例4所制備的環(huán)保釬料箔片相對密度與放電電壓的關(guān)系曲線圖；
[0017] 圖3為實施例5所制備的環(huán)保釬料箔片相對密度與壓坯徑高比的關(guān)系曲線圖；
[0018] 圖4為實施例6所制備的環(huán)保釬料箔片相對密度與壓制次數(shù)的關(guān)系曲線圖；
[0019] 圖5為實施例3所制備的環(huán)保釬料箔片燒結(jié)前后斷口掃描電鏡圖片。
[0020] 其中1-金屬粉末原料；2-模具型腔。
【具體實施方式】
[0021] 為使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進 一步詳細描述。
[0022] 本發(fā)明實施例采用電磁壓制方法制備環(huán)保釬料箔片，所用電磁壓制工裝示意圖如 圖1所示，具體工作過程為：按預定釬料合金化學計量比稱取金屬粉末原料1，將金屬粉末 原料1稱取設(shè)定量放入模具型腔2中，利用電磁壓制工藝進行壓制成形，其中放電電壓為 700-1300V，放電電容為8200-14350 μ F，放電次數(shù)為1-2次，所得壓坯經(jīng)脫模后置于高溫爐 中，通入純度多99. 9%的氬氣氣氛，室溫條件下升溫至450~600°C進行燒結(jié)，隨爐冷卻即 得到環(huán)保釬料箔片。
[0023] 本發(fā)明實施例選用Ag56Cu22Znl7Sn5系無鎘銀基釬料進行壓制，以Ag、Cu、Zn、Sn 金屬粉按化學計量比（如表1)稱取，混合均勻。
[0024] 表1釬料元素成分及質(zhì)量分數(shù)
[0025]
【主權(quán)項】
1. 一種環(huán)保釬料箔片電磁壓制制備方法，其特征在于：按預定釬料合金中各元素的化 學計量比稱取金屬粉末原料，將金屬粉末原料稱放入電磁壓制裝置的模具型腔中，所述模 具型腔與所需壓制成型的環(huán)保釬料箔片形狀相匹配，利用電磁壓制工藝進行放電壓制成 形，放電電壓為700-1300V，放電電容為8200-14350 y F，然后將所得壓坯經(jīng)脫模、燒結(jié)合金 化后得到環(huán)保釬料箔片。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)保釬料箔片電磁壓制制備方法，其特征在于：所述放電次 數(shù)為1-2次。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)保釬料箔片電磁壓制制備方法，其特征在于所述燒結(jié)工藝 為：將壓坯置于高溫爐中，于氬氣氣氛下450~600°C進行燒結(jié)，隨爐冷卻即得環(huán)保釬料箔 片。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的環(huán)保釬料箔片電磁壓制制備方法，其特征在于：所述燒結(jié)時 間為 30min_lh。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的環(huán)保釬料箔片電磁壓制制備方法，其特征在于：所述環(huán)保釬 料箔片厚度〇? 1~1. 5mm〇
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種環(huán)保釬料箔片電磁壓制制備方法，具體為：按預定釬料合金中各元素的化學計量比稱取金屬粉末原料，將金屬粉末原料稱放入電磁壓制裝置的模具型腔中，所述模具型腔與所需壓制成型的環(huán)保釬料箔片形狀相匹配，利用電磁壓制工藝進行放電壓制成形，放電電壓為700-1300V，放電電容為8200-14350μF，然后將所得壓坯經(jīng)脫模、燒結(jié)合金化后得到環(huán)保釬料箔片。本發(fā)明所述制備方法采用電磁壓制成形技術(shù)，將釬料金屬粉末放入電磁壓制設(shè)備模具中進行壓制，壓制成形的釬料經(jīng)燒結(jié)后即得到厚度極薄、性能良好的釬料箔片，可直接用于釬焊封裝工序，工藝過程簡單，成品率高，生產(chǎn)成本低，易于質(zhì)量控制和實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
【IPC分類】B22F3-03
【公開號】CN104625050
【申請?zhí)枴緾N201410755796
【發(fā)明人】胡建華, 周夢成, 黃尚宇, 雷雨, 鄒方利, 何鵬, 孟正華
【申請人】武漢理工大學
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2014年12月10日