[发明专利]电路板复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及压电技术领域，具体涉及一种电路板复合材料及其制备方法和应用。该方法包括以下步骤：(1)将连接体放置在电路板与材料体之间，其中，所述连接体包含反应箔，以及在所述反应箔的上表面依次涂覆的第一粘合剂和第一可熔连接材料，在所述反应箔的下表面依次涂覆的第二粘合剂和第二可熔连接材料；(2)施加压力，使电路板、连接体和材料体接触；(3)激活所述反应箔进行自蔓延反应，以使所述连接体熔融并形成焊接层，得到电路板复合材料。采用该方法制得的电路板复合材料提高电路板与材料体之间的焊接强度，形成低空洞缺陷率且厚度均匀的焊接层，提高复合材料的导热性和导电性。

技术领域

本发明涉及压电技术领域，具体涉及一种电路板复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

目前电路板与不同材料之间的焊接主要通过导电粘合剂和非导电粘合剂的连接，或者使用紧固件(螺钉或夹具)进行连接，但上述方法存在着很大的弊端，比如：无法保证印刷电路板所需要的焊接工艺，也不能满足焊接所要求的功能特性。即，粘合剂连接方法或机械连接方法均不能提供适宜的热接触电阻，过高的热阻会导致焊接组件过热，从而影响整个电子系统的正常工作。

将电路板与金属材料通过胶水的连接方法，既不能够提供足够的导热性和机械强度；长时间后，胶水本身会结晶并损坏，从而导致系统故障。

在焊接过程中，最为牢靠的焊接方法是使用相对较低热电阻欧姆接触焊接(与机械或粘合方法相比)，可以使用助焊剂(去除连接表面的氧化膜)或无助焊剂。

然而，由于不可能在焊接过程中保证焊接表面彻底清洁，因此，焊接技术无法形成低空洞缺陷率的高强度的焊接，结果会导致焊缝及厚度不均匀的现象。另外，助焊剂残留物会导致连接表面的焊料不完全浸润(60-70％)，这会使导热和导电性变差。

为了改善焊接的均匀性，减少焊缝(并提高焊接的可靠性)，使用了带有易熔锡涂层的铅垫片或用铜网加固的垫片。尽管该方式获得了相当不错的性能特性，但仍需要精心制备待焊接的材料，这使整个过程变的复杂，但仍不能排除助焊剂中的缺陷。

无助焊剂焊接技术包括通过在真空中或在惰性气体中分解待连接表面的氧化膜，然后在活性气体介质中进行还原，在特殊的真空设备中，氢气或氩气在高温的作用下使熔融焊料饱和。然而，焊料的高温和饱和会导致形成多孔焊缝，这对焊接强度产生了不利的影响，并且使用真空设备增加了工艺的复杂性和成本。

机械去除氧化膜是可行的，使用振动器使零件相连的部分产生低频振动(50-300Hz)。然而，这增加了总焊接时间(30-90s)，而且需要增加微型震动块的尺寸至焊接电路板两倍振幅的大小，并且不能从焊接区域完全去除氧化残留物。使用超声波振动(18-23kHz)分解氧化膜表面可以显著减少焊接时间。但是，由于超声波频率振动的作用，会使焊料熔融液中产生形成大量气泡，结果导致在焊缝中形成空洞缺陷，这对于微波模型是不可取的。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术电路板与不同材料无法形成低空洞缺陷率且高强度的焊接，进而导致焊缝厚度不均匀的问题，以及助焊剂残留物导致焊料不完全浸润，使导热性和导电性变差的问题，提供一种电路板复合材料及其制备方法和应用。电路板与材料体之间的高强度焊接，相比目前的技术，该复合材料在保证电路板功能特性基础上，提高了复合材料导热性和导电性；同时，该方法快速可靠，便于工业化应用。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种电路板复合材料的制备方法，该方法包括以下步骤：

(1)将连接体放置在电路板与材料体之间，其中，所述连接体包含反应箔，以及在所述反应箔的上表面依次涂覆的第一粘合剂和第一可熔连接材料，在所述反应箔的下表面依次涂覆的第二粘合剂和第二可熔连接材料；

(2)施加压力，使电路板、连接体和材料体接触；

(3)激活所述反应箔进行自蔓延反应，以使所述连接体熔融并形成焊接层，得到电路板复合材料。