[发明专利]一种银基复合钎料箔材及其制备方法

说明书

本发明公开了一种银基复合钎料箔材及其制备方法，用于钎焊电真空元器件。所述银基复合钎料箔材的厚度为0.05‑1mm，锡含量为19‑21％，铜含量为21‑23％，余量为银。所述银基复合钎料箔材的制备方法包括将尺寸相同且厚度为0.05‑0.5mm的银层、铜层和锡层按照Ag/Sn/Cu/Sn/Ag/……/Ag/Sn/Cu/Sn/Ag的结构方式进行有序叠放，预压制成总层数为5‑30层的银铜锡多层复合坯料，再轧制成厚度为0.05‑1mm的银铜锡箔材，经后续热处理可得到所述银基复合钎料箔材。本发明制备箔材产品韧塑性良好，能够冷冲裁成各种规格的预成型焊片，对铜、镍、高温和可伐合金等基材润湿性和焊接性能良好。

技术领域

本发明涉及一种钎料，尤其是涉及一种银基复合钎料箔材及其制备方法。

背景技术

钎焊是金属材料连接的重要方法之一，是许多领域的关键连接技术。钎料是为实现两种材料的结合而在钎焊接头间隙添加的填充物，按其熔化温度范围可分为硬钎料和软钎料。贵金属钎料是一类重要的有色金属钎料，其熔化温度适中，可润湿的基材类型广泛，钎焊接头力学性能优良，其研发和应用一直受到广泛的关注。

贵金属钎料是指由金、银、钯、铂等贵金属及其合金制成的合金钎料，其中熔化温度为400-600℃的金基和银基贵金属中温钎料具有广泛的应用空间，可用于电真空元件、微电子元器件封装等领域。目前得到开发的贵金属中温钎料主要包括Au-Ag系和Ag-Cu系两类，因其具有较低的饱和蒸气压，良好的润湿性、漫流性、耐腐蚀性等特点，适合新型电子封装材料的钎接。Au-Ag系贵金属中温钎料具有良好的焊接性能，但因其成本较高，在一定程度上限制了这类钎料的广泛应用。Ag-Cu系贵金属中温钎料成本相对较低，可润湿的基材包括Cu、Ni、高温合金、可伐合金等多种类型，焊接性能能够满足新型电子封装的要求，成为研究和应用较多的一类贵金属中温钎料。

Ag-Cu系贵金属中温钎料是通过向Ag-Cu合金中添加适量Sn、In、Ge、Si等元素使钎料的熔化温度保持在400-600℃，同时改善钎料的各项性能。Sn的熔点仅为231.89℃，在Ag-Cu合金中添加12-20wt.％的Sn可以使合金的熔化温度处于400-600℃，该合金的显微组织主要由富Ag的α相和富Cu、Sn的β相组成，随着Sn含量的增加，合金中还会出现β’、γ’、ε1、ε’、δ等多种电子化合物，这些电子化合物的存在使得合金塑性降低、脆性升高，难以使用传统的轧制、拉拔等工艺加工成焊片或焊丝。现有研究表明，只有当钎料中的Sn含量≤12wt.％时Ag-Cu-Sn合金才具有较好的加工性能，而当Sn含量≥15wt.％则合金基本不具备加工性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种锡含量为19.0-21.0％且韧塑性良好的银基复合钎料箔材，它能够冷冲裁成各种规格的预成型焊片，同时该钎料对铜、镍、高温和可伐合金等多种基材具备良好的润湿性和钎焊性能。本发明还提供该银基复合钎料箔材的制备方法。

为实现上述目的，本发明可采取如下技术方案：

本发明所述的银基复合钎料箔材，其厚度为0.05-1.0mm，锡含量为19.0-21.0％，该复合钎料箔材成分的重量百分比，铜含量为21.0-23.0％，余量为银，其制备方法包括如下步骤：

使用轧机将纯度为99.90％的银、铜、锡金属分别轧制成厚度为0.05-0.5mm的金属带材；

将所得银、铜、锡金属带材裁剪成尺寸相同的金属片材；

对所述尺寸相同的银、铜、锡金属片材进行表面清洁处理，去除所述金属片材表面的氧化物、杂质、油污等附着物，以便使相邻金属层的表面形成更好的结合；

所述尺寸相同的银、铜金属片材在500-550℃下真空热处理0.5-1.0小时，以降低银片和铜片的硬度，使后续轧制过程不易开裂；