[发明专利]一种锡铋复合合金及其制备方法

说明书

本发明公开一种锡铋复合合金及其制备方法，方法包括：合成导电聚合物纳米纤维，并在所述导电聚合物纳米纤维的表面制备金属包覆层；将具有金属包覆层的导电聚合物纳米纤维加入有机溶剂中进行分散，并进行二次掺杂处理；分别制备纳米锡粉末和纳米铋粉末；将所得纳米锡粉末和纳米铋粉末加入有机溶剂中，并进行酸洗处理，然后经纯化处理得到纯净的纳米复合粉末；将所得二次掺杂处理后的导电聚合物纳米纤维、所得纳米复合粉末和助焊剂混合、搅拌，得到均匀的锡铋复合粉末，所述锡铋复合粉末经烧结处理，获得锡铋复合合金。本发明通过上述方法，获得低熔点、高韧性的低温锡铋复合合金材料。

技术领域

本发明涉及电子封装技术领域，尤其涉及一种锡铋复合合金及其制备方法。

背景技术

现代电子制造技术的进步促使电子信息系统向着小型化、高密度化、多功能化的方向不断发展，系统的集成度、元器件数和I/O引脚数不断提高。为将多种不同功能的芯片或器件集成在一个系统中，就必须减小封装工艺温度对各种芯片和器件造成的热影响，特别是对于热失配、热敏感材料、柔性基板、多层化芯片和内藏化器件等，必须在尽可能低的温度条件下完成封装互连，即低温封装。

目前，传统的低温封装方法主要包括纳米浆料烧结和共晶钎料互连等。然而，常用的纳米浆料中，银浆的价格昂贵且烧结温度较高（200~250℃），易损伤芯片；锡浆的烧结温度虽然较低（150~200℃），但易氧化，互连可靠性较差，也无法全面满足低温封装的要求。同时，现有共晶钎料互连用低温钎料合金中，锡铟系钎料的成本过高，锡铋系钎料内铋元素在服役过程中会聚集在互连界面形成脆性富铋相偏聚，易导致接头可靠性降低，甚至脆断失效，因此其在低温电子领域的推广应用也受到了严重的限制。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种锡铋复合合金及其制备方法，旨在解决现有低温钎料合金高脆性、可靠性低的问题。

本发明的技术方案如下：

一种锡铋复合合金的制备方法，其中，包括：

步骤S1：合成导电聚合物纳米纤维，并在所述导电聚合物纳米纤维的表面制备金属包覆层；

步骤S2：将具有金属包覆层的导电聚合物纳米纤维加入有机溶剂中进行分散，并进行掺杂-去掺杂-再掺杂的二次掺杂处理；

步骤S3：分别制备纳米锡粉末和纳米铋粉末；

步骤S4：将步骤S3中所得纳米锡粉末和纳米铋粉末加入有机溶剂中，并加入酸性试剂进行酸洗处理，然后经纯化处理得到纯净的纳米复合粉末；

步骤S5：将步骤S2中所得二次掺杂处理后的导电聚合物纳米纤维、步骤S4中所得纳米复合粉末和助焊剂混合、搅拌，得到均匀的锡铋复合粉末，所述锡铋复合粉末经烧结处理，获得锡铋复合合金。

所述的锡铋复合合金的制备方法，其中，所述步骤S1中，所述导电聚合物纳米纤维为聚苯胺、聚吡咯或聚-3,4-乙烯二氧噻吩。

所述的锡铋复合合金的制备方法，其中，所述步骤S1中，所述金属包覆层的材料为Cu、Ni、Ag或Au。

所述的锡铋复合合金的制备方法，其中，所述步骤S2中，所述掺杂所采用的掺杂剂为盐酸、硫酸、高氯酸、对甲苯磺酸、磺基水杨酸或十二烷基磺酸。

所述的锡铋复合合金的制备方法，其中，所述步骤S2中，所述去掺杂所采用的去掺杂剂为氢氧化钠溶液或氨水。

所述的锡铋复合合金的制备方法，其中，所述步骤S3中，制备纳米锡粉末的步骤包括：通过液相还原法制备具有有机包覆层的纳米锡粉末，所述有机包覆层的材料为邻菲罗啉、柠檬酸钠或柠檬酸。