[发明专利]Ag基合金粉体浆料、Ag基合金活性焊料及其制备方法

说明书

本发明提供一种Ag基合金粉体浆料、Ag基合金活性焊料及其制备方法，浆料按质量百分含量计包括：Ag基合金粉体30％‑60％和流体介质40％‑70％。制备包括：对Ag基合金粉体浆料进行球磨；Ag基合金粉体与流体介质发生解聚反应，Ag基合金粉体发生破碎分解成微纳级别的合金粉体，同时在流体介质作用下，微纳级别的合金粉体发生表面羟基化，形成具有动力学粘度的浆料产物。本发明得到动力粘度适中、铺展率高、熔化温度区间稳定的焊料产品，满足后续焊膏产品的开发应用；采用流体解聚法调控流体动力学粘度，能形成剪切力、冲击力及内摩擦力合力作用，产生比高能球磨法更高的研磨能量，提升研磨效果的同时实现合金焊粉的纳米活化。

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，具体地，涉及Ag基合金粉体浆料、超细Ag基中温合金活性焊料及其制备方法。

背景技术

随着电力电子技术的发展，电子产品更加轻薄和细小，对焊膏的品质要求也越来越高。焊膏的品质质量主要取决于焊料、助焊剂等关键配方因子。为适应焊盘以及电子芯片等的尺寸减小，焊料粒径也要求越来越细，而且焊粉的粒度大小分布、微观形貌及分散性可以直接影响焊接的可靠性。在焊接工艺过程中，具有超细粒度、窄分布、近球形度及高分散性的活性焊料产品才能与助焊剂等配方因子复合形成高品质的焊膏产品。目前,合金焊料的研究主要集中在以替代传统Sn-Pb37的低熔点无铅焊料和熔化温度高于800℃的高温焊料上,对于熔化温度介于400～600℃中温合金焊料的研究报道较少。面对巨大的市场需求,中温合金焊料的研究正成为国内外研究的重点。经检索发现，申请号为CN201910519532.9的铜基抗氧化中温合金封接焊料及制备方面，焊料的组分及各组分的质量百分比为：Ag 25～30％，Ge 5～10％，In 3～8％，Ga 2～5％，Si 1～3％，Co 0.5～1％，Y 0.2～0.5％，Ce0.2～0.5％，B 0.1～0.3％，Cr 0.1～0.3％，余量为铜。该制备方法包括：将Ge、Co原料放入真空熔炼炉中熔炼制备GeCo中间合金；(2)将步骤(1)中制备好的GeCo中间合金与Cu、Ag、In、Si、Ga、Y、Ce、B、Cr原料按配比一同放入真空熔炼炉中，待完全合金液完全熔化后，将炉内温度降至1000～1100℃后，合金液浇铸定型模具内，循环水冷却温度至室温后，将所需的铸锭从真空炉内去取出；(3)将步骤(2)中得到的铸锭在真空退火炉内固溶处理，自然冷却至室温取出铸锭；(4)将步骤(3)退火处理后的铸锭进行车剥，以去除铸锭表面的脏污及氧化层；(5)将步骤(4)处理后的铸锭热轧开坯；(6)将步骤(5)带材进行冷轧处理，带材变形量控制在8～10％，相邻道次间进行真空退火处理；(7)将步骤(6)带材轧制1～2mm后，带材变形量控制在6～8％，每两道次间进行真空退火处理，带材轧制到0.1mm后将其进行冲压出所需形状的产品。该发明制备得到的封接材料具有焊接温度低，但是其制备工艺复杂。

常用的合金焊料制备方法主要有化学共沉淀、液相分散法、机械合金化法等。其中，前两者属于湿法合成工艺，在结晶成核阶段工艺控制要求较高，颗粒非常容易团聚，而机械合金化法(或高能球磨)虽然是制备合金焊料的常用制备方法，但其合金化周期长(＞30h)，合金焊料粒度为几十μm数量级，合金焊料的准球形度及均匀性较差，导致合金焊料的熔化温度、动力粘度、铺展性能等相关焊接性能的调控提升受到极大限制。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种Ag基合金粉体浆料及应用。

本发明第一个方面提供一种Ag基合金粉体浆料，按质量百分含量计包括以下组分：Ag基合金粉体30％-60％和流体介质40％-70％。

当Ag基合金粉体的质量百分含量低于30％或高于60％时，影响Ag基合金粉体与流体介质之间的相互剪切作用效果，从而影响到粉体浆料的粘度特性，导致粉体浆料的最终细度(粒度分布宽窄)、分散性、解聚能力以及纳米活化程度无法达到制备超细Ag基中温合金活性焊料的要求。

优选地，所述流体介质为去离子水、无水乙醇或丙三醇中任一种。

优选地，所述Ag基合金粉体质量百分含量为40％-50％。