[发明专利]一种制备金锡合金箔材的方法

说明书

本发明公开了一种制备金锡合金箔材的方法，包括以下步骤：步骤一、将金锡层叠体压合，得到复合坯料；步骤二、将复合坯料放入真空感应炉的刚玉坩埚中加热，至复合坯料完全熔化，保持加热，向所述真空感应炉内充氩气，至真空感应炉内呈正压，将刚玉坩埚向远离感应加热区方向匀速移动，至刚玉坩埚内物料凝固成铸锭；步骤三、将铸锭保温后，进行轧制，得到粗轧后箔材；步骤四、将粗轧后箔材进行轧制，得到精轧后箔材；步骤五、油浴条件下，退火处理步骤四精轧后箔材，得到退火后箔材；步骤六、将步骤五退火后箔材经抛光、剪边和清洗，得到成品箔材。本发明的方法可提高铸锭质量，同时省略轧制前退火和中间退火环节，生产效率高且生产成本低。

技术领域

本发明属于材料制备技术领域，具体涉及一种制备金锡合金箔材的方法。

背景技术

AuSn20合金熔点为280℃，其钎焊温度一般为300～330℃，合金室温和高温强度很高，能够在高温环境或温度变化幅度大的环境下工作，该合金具有良好耐腐蚀性、良好的浸润性以及优异的导热和导电性，广泛应用于光电子封装、高可靠性电子电器气密封装和芯片封装等领域，是在熔点280℃～360℃温度范围内唯一可以替代高熔点铅基合金的钎料。但是AuSn20合金塑性变形能力较差，很难用常规的方法加工成型。目前金锡合金箔材的制备方法包括叠层复合法、熔铸轧制法和快速凝固法。

专利CN1026394C和文献(韦小凤.电子封装用AuSn20共晶焊料的制备及其相关基础研究[D].长沙：中南大学，2013.)采用叠层复合法制备出金锡钎料的箔材，该方法虽然规避了金锡钎料难变形的难题，但是由于无法精确控制不同金属的含量，影响焊接效果。专利CN102912175B采用熔铸轧制法制备金锡钎料箔材，首先采用石墨坩埚熔炼和浇铸得到成分微调的金锡铸锭，然后通过热轧方法得到厚度为0.02～0.1mm的金锡钎料箔材，其存在的问题包括：熔炼过程铸锭易氧化、铸锭在热轧过程中每道次均需退火、生产成本高、生产效率低以及成分微调影响合金的焊接性能的等。专利CN103753057B采用挤压方法将金锡铸锭加工成不同尺寸的箔材，该工艺流程简单，但是制备的箔材较厚(≥0.3mm)，难以满足市场需求。专利CN102114584B、CN103290251A和文献(胡哲兵.Au-20Sn钎料薄带制备及界面组织研究[D].武汉：华中科技大学，2018.)采用单辊快速凝固的方法制备出成分均匀的金锡片材，但是该方法设备复杂，且制备出的带材表面质量较差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种制备金锡合金箔材的方法。本发明的方法以将金锡层叠体经压合、感应加热熔化、定向凝固得到的铸锭为轧制原料，经粗轧、精轧和后处理得到成品箔材，可有效避免铸锭氧化，改善铸锭质量，提高铸锭利用率。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种制备金锡合金箔材的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、将金锡层叠体压合，得到复合坯料；所述金锡层叠体为金片材和锡片材层叠而成的金锡层叠体，所述金锡层叠体的底层和顶层均为金片材；

步骤二、将步骤一所述复合坯料置于刚玉坩埚中，将装有所述复合坯料的刚玉坩埚放入真空感应炉的感应加热区进行加热，至所述复合坯料完全熔化，保持加热，向所述真空感应炉内充氩气，至真空感应炉内呈正压，将所述刚玉坩埚向远离感应加热区方向匀速移动，至刚玉坩埚内物料凝固成铸锭；

步骤三、将步骤二所述铸锭在200℃～220℃温度条件下粗轧，得到粗轧后箔材，所述粗轧后箔材的厚度≤0.1mm；

步骤四、将步骤三粗轧后箔材在170℃～190℃温度条件下精轧，得到精轧后箔材，所述精轧后箔材厚度为0.03mm～0.05mm；

步骤五、220℃～250℃油浴条件下，退火处理步骤四所述精轧后箔材，得到退火后箔材；所述退火处理的时间为1h～3h；

步骤六、将步骤五所述退火后箔材经抛光、剪边和清洗，得到成品箔材。