[发明专利]金属焊料

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属焊料。

背景技术

公知的金属焊料一般是具有特定组成的金属。当有焊剂存在时，焊料在相对较低的温度下熔化，润湿要焊接的两种金属部件，而形成了结合两种金属部件的永久性金属间结合剂。目前最普遍使用的金属焊料是以锡(Sn)和铅(Pb)作为基本组分的合金焊料，为了使焊料具有预定功能(比如良好的导电导热性能)，通常加入一些其它金属与之形成合金，其它金属的加入导致焊料的熔点升高，对电子行业中的电子器件的焊接极为不利，而且这种金属焊料只能用作金属件之间的焊接，不能作为金属与非金属之间的焊接。但在有些行业中，特别是在电子行业中，经常遇到金属件必须与非金属件连接，同时要有很好的导电和散热性能。比如在LED行业中对大功率LED的封装就有如下要求：一.有对散热的要求；二.有对芯片承受温度的限制，在回流焊时的焊接温度有限制；三.需要金属与非金属之间焊接。为了满足上述要求，现在很多采用的是银胶或硅脂来实现金属与非金属的连接，由于其中的连接相是用高分子材料，使得导热和导电均很差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能使金属与非金属之间连接，并具有预定特性的金属焊料。

本发明提供的这种金属焊料，由起连接作用的金属粉末和起预定特性作用的功能粉末及助焊剂混合而成，所述金属粉末的成份中至少包括銦，功能粉末为任何物质粉末。

作为本发明的一个实施方式，其功能粉末是起高导热导电作用的铜粉末或者银粉末，或者功能粉末为用于导热的金刚石微粉，或者是起导磁作用的铁粉，或者是起建立磁场作用的磁粉。

本发明由于用铟或含铟的金属粉末作为焊料的连接相，并且功能粉末与起连接作用的金属粉末相混合，不仅充分利用了铟对金属和其他非金属材料均可以润湿的特性，使金属与非金属能连接，而且在达到增强功能的同时不会使焊料的温度升高，非常有利于电子行业的使用。比如本发明如果用锡铟合金粉和超细铜粉混合后，再与助焊剂混合，在回流焊过程中，锡铟合金粉末熔化，湿润其中的铜粉及待连接的两个部件而形成永久性连接点，该连接点的导热和导电性能是现有技术中用银胶或硅脂的7倍以上，远远优于现有技术的导电和散热性能。

附图说明

图1是本发明一个实施方式的焊料加热曲线。

具体实施方式

实施方式一：

将重量比(wt％)为30％铟(In)和70％锡(Sn)的合金制作成粉末粒度为200目以上的合金粉末，用此合金粉末与粒度为800目以上的超细铜粉(或银粉)混合均匀，超细铜粉(或银粉)占所述铟锡合金粉末重量的30％。再将混合后的粉末与助焊剂搅拌混合均匀即可使用。焊接时通常回流焊温度越高，锡铟合金溶体对铜粉及两个连接件的润湿性越好，但考虑到芯片的承受温度有限，应控制焊接工艺中的温度。在本实施方式中加热区的温度控制在25-180℃内，浸儒区的温度控制在180-220℃，熔融区的温度控制在180-260℃内，冷却区的温度控制在260-60℃内，加热曲线见图1。用上述实施方式进行焊接的导热为60w.mk，而现有技术中银胶的导热为6-7w.mk。说明本实施方式的导热是现有技术的近10倍。本发明之所以有如此好的效果，其原理是利用铟对各种金属和非金属材料的良好润湿特性，使金属与非金属进行很好的连接，并且铜粉(或银粉)作为功能相(导热导电功能)它是混合在含铟金属粉中的，在加热后，只是在熔融的铟锡合金与铜粉的界面有相互的扩散形成合金壳将铜粉包覆，而不是铜粉整个熔融形成的铟铜合金，因此不仅保留了铜粉(或银粉)具有的高导热导电性的功能，而且不会提高含铟金属粉的熔点。

本发明起连接作用的金属粉末或者说连接相可以采用铟粉，或者铟粉与其它金属粉的混合，或者铟与其它金属的合金粉，最好是铟粉与锡粉的混合物或者铟锡合金。并且銦占连接相重量的5％-40％，锡占连接相重量的60％-95％。而功能粉末或者说功能相可以采用任何物质，它可以是具有特殊光学效果、电学效果、热学效果或磁性效果的物质，比如是用于导热的金刚石微粉、导磁的铁粉、用于建立磁场的磁粉等，具体采用何种功能粉末要根据需要增强的功能而定，功能粉末占所述金属粉末重量的10％-80％比较好。即可满足连接需要，也可满足功能的需要。