CN104209664A - 一种焊料箔材的制备方法及其制备装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种快速焊料箔材的制备方法及其制备装置。该方法是通过高压惰性气流将熔融液态合金均匀地喷射到高速旋转的辊轮上，快速冷却从形成焊料箔材。该方法可以通过控制辊轮转速，从而控制箔材的厚度。所形成的焊料箔材通过一个旋转的箔材收集装置卷成卷，方便保存。本发明所述方法和装置生产效率高，有助于大批量生产光电子封装用焊料箔材；且适用于金锡，金锗，金硅等高脆性的焊料箔材的制备。

Description

一种焊料箔材的制备方法及其制备装置
技术领域
本发明涉及一种焊料箔材的快速制备方法及其装置。
背景技术
使用焊料箔材加工的预成型焊片在光电子封装中具有广泛应用。焊料箔材一般采用压延方式制作,但是，传统的压延方法成本高，且箔材厚度不好控制，特别是对于一些脆性极高的箔材焊料，传统的压延技术无法加工。因此本发明的目的就是提供一种新的焊料箔材的制备方法,以提高箔材加工品质及效率。
发明内容
本发明所述的焊料箔材的制备方法如下：
首先将一定配比的焊料合金原料放入处于保护气氛下熔炼装置中，待焊料合金完全熔化；再在熔炼装置中通入高压惰性气体，通过挤压作用，使液态焊料合金喷射到高速旋转的辊轮上，快速冷却形成焊料箔材。
具体的，所述高压惰性气体包括氮气、氩气；所述高压惰性气体压强为2-5个大气压。
具体的，所述保护气氛是指熔炼装置中通有可防止氧化的气体，所述气体包括氮气。
优选的，焊料合金完全熔化后静置保温10-20分钟，再通入高压惰性气体。
优选的，所述辊轮旋转速度为500-5000r/min得到箔材厚度为20-200μm，通过控制辊轮的旋转速度实现箔材厚度调节。
本发明所述方法不但适合制作普通焊料箔材，还适合于制作高脆性的金锡、金锗、金硅焊料。
本发明还要求保护一种焊料箔材的制备装置，包括熔炼装置、加热装置、辊轮和箔材收集转盘。其中，熔炼装置，其设有进气口、进料口和喷嘴，进气口连接高压惰性气体输送管道；加热装置，用于为熔炼装置加热以熔炼焊料合金；辊轮，通过支架设置于熔炼装置喷嘴下方，受控可高速旋转；箔材收集转盘，设置于辊轮一侧，与辊轮等速转动，用于收集辊轮上滚动输出的焊料箔材。
优选的，所述熔炼装置包括熔器及设于熔器外围的密封壳体，所述进气口、进料口设于密封壳体上，且进料口位置与熔器开口相对应，所述喷嘴设于熔器下端。
优选的，所述加热装置包括中频炉及与中频炉连接的缠绕在熔器外围的加热丝。
与现有技术相比，本发明有益效果如下：
(1)    采用本装置和方法,可以方便的通过控制辊轮转速，实现对箔材厚度的控制；且形成的焊料箔材可通过收盘成卷收起，方便保存；
(2)    所述方法及装置生产效率高，有助于大批量生产光电子封装用焊料箔材；
(3)    所述方法及装置适用于金锡、金锗、金硅等高脆性的焊料箔材的制备，保证产品品质。
附图说明
   图1是本发明所述焊料箔材的制备装置结构示意图。
具体实施方式
为方便本领域的技术人员了解本发明的技术内容，下面结合附图及实施例对本发明做进一步的详细说明。
如图1所示，本实施例中所述装置包括用于熔融金属焊料的坩埚5和用于加热的中频炉1，坩埚5外表面缠绕有加热丝7，加热丝7与中频炉连接，组成加热装置，坩埚5外围设有密封金属外壳6，密封金属外壳6和坩埚5组成熔炼装置。坩埚5下方设置合金喷头2，该合金喷头与坩埚密封连接，内部腔体相通，合金喷头2下端露出于金属壳体6。金属外壳6上方设进气口3和进料口4，其中进料口对应设置在坩埚的开口上方，进气口3与高压气体输送管道连接。合金喷头2与坩埚连接处设置密封垫片8实现密封连接。在合金喷头2正下方设置紫铜辊轮11，紫铜辊轮11设于支架上，箔材收集转盘10与紫铜辊轮11并列设置，二者可通过同一驱动装置带动，同向转动。
所述装置用于生产焊料箔材时，首先在所述装置中通入一定量的惰性气体，使密封壳体内处于保护氛围下，打开中频炉加热，将一定配比的合金原料通过进料口4加入到坩埚5中，待焊料合金完全熔化后，需再保温10分钟。然后通过进气口3通入压强为2-5个大气压的高压的惰性气体，通过气体的挤压作用将液态合金焊料通过喷嘴2高速地喷射到辊轮11上，辊轮11采用导热快的紫铜材料制作，可使焊料快速冷却形成合金焊料箔材。成型的焊料箔材牵引至箔材收集转盘10，其与辊轮11同向等速转动，将成型的焊料箔材收集起来便于保存。
通过调节辊轮11的转速，可以控制焊料箔材的厚度。优选辊轮旋转速度为500-5000r/min，可制得厚度为20-200μm箔材，所得到的箔材厚度均匀，质量好。 
需要说明的是，本发明所述装置主要是针对比如金锡、金锗、金硅等高脆性焊料设计，但是使用该装置制备传统无铅焊料箔材也同样受该发明保护。 
本发明未具体介绍的部分均为本领域技术人员根据本发明的介绍容易想到的，均可采用现有技术中的成熟技术手段。
以上为本发明的其中具体实现方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。例如加热装置和熔炼装置的具体实施方式，可专门定制密封的熔炼炉，在熔炼炉上直接开设进气口、进料口和喷嘴，熔炼炉下方直接集成电加热装置，或单独设置加热装置均可。
应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些显而易见的替换形式均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种焊料箔材的制备方法：
首先将一定配比的焊料合金原料放入处于保护气氛下熔炼装置中，待焊料合金完全熔化；
再在熔炼装置中通入高压惰性气体，通过挤压作用，使液态焊料合金喷射到高速旋转的辊轮上，快速冷却形成焊料箔材。
2.如权利要求1所述的焊料箔材的制备方法，其特征是：所述高压惰性气体包括氮气、氩气。
3.如权利要求1所述的焊料箔材的制备方法，其特征是：所述高压惰性气体压强为2-5个大气压。
4.如权利要求1所述的焊料箔材的制备方法，其特征是：焊料合金完全熔化后静置保温10-20分钟，再通入高压惰性气体。
5.如权利要求1所述的焊料箔材的制备方法，其特征是：所述辊轮旋转速度为500-5000r/min得到箔材厚度为20-200μm，通过控制辊轮的旋转速度实现箔材厚度调节。
6.如权利要求1所述的焊料箔材的制备方法，其特征是：所述保护气氛是指熔炼装置中通有可防止氧化的气体，所述气体包括氮气。
7.根据权利要求1所述的焊料箔材的制备方法，其特征是：所述焊料箔材包括高脆性的金锡、金锗、金硅焊料。
8.一种焊料箔材的制备装置，其特征是，包括：
熔炼装置，其设有进气口、进料口和喷嘴，进气口连接高压惰性气体输送管道；
加热装置，用于为熔炼装置加热以熔炼焊料合金；
辊轮，通过支架设置于熔炼装置喷嘴下方，受控可高速旋转；
箔材收集转盘，设置于辊轮一侧，与辊轮等速转动，用于收集辊轮上滚动输出的焊料箔材。
9.根据权利要求8所述的焊料箔材的制备装置，其特征是，所述熔炼装置包括熔器及设于熔器外围的密封壳体，所述进气口、进料口设于密封壳体上，且进料口位置与熔器开口相对应，所述喷嘴设于熔器下端。
10.根据权利要求9所述的焊料箔材的制备装置，其特征是，所述加热装置包括中频炉及与中频炉连接的缠绕在熔器外围的加热丝。
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