CN104816102B - 一种部件间的导热固定连接方法及其使用的焊料 - Google Patents

Abstract

本发明涉及的一个实施方式提供了一种部件间的导热固定连接方法，其包括以下步骤：焊料转移步骤、部件定位固定步骤、加热固化步骤以及冷却步骤。本发明涉及的这种新型的部件间导热固定连接方法，可以用于可焊接材料部件和不可焊接材料部件之间的直接连接，例如，铜材部件和铝材部件间的直接连接；而两者间达成的连接强度并不弱于通常的焊接方法，同时还保持了通常焊接连接所具有的较高导热能力的优点。

Description

一种部件间的导热固定连接方法及其使用的焊料

技术领域

本发明涉及一种部件间的导热固定连接方法，特别是，一种用于散热模组的部件间的导热固定连接方法。

背景技术

通常，散热模组是由散热器片和导热铜管连接组合制成。散热片和铜管之间，一般采用低温焊料进行焊接连接。所谓低温焊料，即其焊接峰值温度不超过200度，具有一定的焊接强度和导热性能。例如，业界常用的锡铋系列锡膏。

进一步的，由于散热片常用的制造材料是铝、铁、不锈钢等，其本身不具有焊接性能。这样，为了能够进行焊接，必须要对散热片的待焊接面提前进行预处理。业界常用的预处理方法，是对其进行电镀处理，即电镀上一层可以焊接的金属，其一般通常为镍。

对于散热片连接件的待焊接面，提前进行电镀处理的方式，会带来以下两个方面的问题。一方面，因为增加了额外的电镀处理工艺，因而也就提高了散热片的制造成本；另一方面，则是由于电镀工艺本身的特点，会给工厂的环保方面的要求，带来较大的压力。

因此，确有必要，开发出一种新型的导热固定连接方法，来克服现有技术中的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型的部件间的导热固定连接方法，其不但可以用于可以焊接材料间的直接连接；而且还可以用于可以焊接的材料和不可焊接的材料之间的直接连接，例如，铜材和铝材间的连接。且，后者两者间的连接强度并不弱于现有常用的焊接方法，同时还保持了通常焊接方法所达成的具有较高导热能力的优点。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种部件间的导热固定连接方法，其包括以下步骤：

焊料转移步骤：将具有焊接及粘接性能的焊料涂覆在不同部件的待连接面上；

部件定位固定步骤：将所述不同部件的两个待连接面贴合并固定；

加热固化步骤：对所述部件的待连接面进行加热固化处理，以使得所述两待连接面间的焊料溶解并形成焊点和胶点；

冷却步骤：待所述处理后的部件冷却到室温后，去除所述部件间的固定件以得到连接完成后的组件。

进一步地，其中所述焊料转移步骤中，所述焊料转移采用的是印刷或是点涂的方式进行。

进一步的，其中所述加热固化步骤中，其中加热最高温度不超过200度。

进一步的，其中所述加热固化步骤中，其固化曲线与低温焊料的固化曲线相同。

进一步地，本发明的又一个实施方式，提供了一种可供本发明涉及的新型部件间的导热固定连接方法所使用的一种新型焊料。

一种焊料，其包括助焊的焊剂和合金粉末颗粒。其中所述焊剂内还包含有胶粘剂，且所述合金粉末颗粒在所述焊料中的比例为95％-75％。

进一步的，其中所述胶粘剂包括环氧树脂类胶粘剂。

进一步的，其中所述环氧树脂类胶粘剂，其所用环氧树脂包括双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂中的一种或多种。

进一步的，其中所述环氧树脂的固化体系为酸酐。

进一步的，其中在所述酸酐固化剂体系，所采用的固化剂包括甲基六氢苯酐、甲基四氢苯酐、六氢苯酐、多聚混合酸酐、苯基咪唑、甲基咪唑、乙基咪唑、潜伏性固化剂dicy、潜伏性固化剂PN23中的一种或多种。

进一步的，其中所述焊剂中还包括流变调整的触变剂。

进一步的，其中所述触变剂包括氢化蓖麻油、聚酰胺蜡、disparlon6500、disparlon6650等中的一种或多种。

进一步的，其中所述合金粉末颗粒，包括锡铋合金粉末、锡铋银合金粉末、锡铋铜合金粉末中的一种或多种。

相对于现有技术，本发明的有益效果是：本发明涉及的一种新型的部件间的导热固定连接方法，兼具焊接和粘接的特点，使得其不仅可以用于可焊接材料间的直接连接；还可以用于可以焊接的材料和不可焊接的材料之间的直接连接，例如，铜材和铝材间的连接。

对于可以焊接的材料和不可焊接的材料之间的直接连接而言，则不再需要对非焊接材料进行电镀预处理的步骤，从而大幅度的简化了制造工艺；且，由于不在需要电镀处理，进而也有效的降低了制造成本，同时也避免了相应的电镀环保要求。

进一步的，使用本发明涉及的新型连接方法连接的部件，两者间的连接强度并不弱于通常的焊接方法，同时还保持了通常焊接方式所具有的较高导热能力的优点。其连接焊点可以不再需要使用underfill等后续补强工艺，并且能够提供优异的可靠性，并可以实现高温高湿测试条件下，例如85摄氏度，85％湿度条件下，阻抗不降低，焊点不腐蚀。

附图说明

图1是本发明涉及的一种部件间的导热固定连接方法的步骤流程图。

具体实施方式

以下将结合附图和实施例，对本发明涉及的一种部件间的导热固定连接方法的技术方案作进一步的详细描述。

请参阅图1所示，本发明的一个实施方式揭示了一种部件间的导热固定连接方法，其包括以下步骤：焊料转移步骤、部件定位固定步骤、加热固化步骤以及冷却步骤。

具体的，其中在所述焊料转移步骤中，其具体为将具有焊接及粘接性能的焊料以印刷或是点涂的方式涂覆在不同部件的待连接面上。而其中涉及的焊料可以是添加了粘接剂的常用低温焊料。

而在所述部件定位固定步骤，其为将所述不同部件的两个待连接面贴合并固定，固定方式为临时可拆卸固定，但稳固。

在所述加热固化步骤中，对所述部件的待连接面进行加热固化处理，以使得所述两待连接面间的焊料溶解并形成焊点和胶点。其中适用的加热设备可以是烘箱或者回流焊炉等。加热温度需要高于焊料熔融温度，但最高温度一般不高于200度；固化曲线可以和普通低温焊料相同，例如，常用的锡铋系列合金焊膏。

在所述冷却步骤中，则是待所述处理后的部件冷却到室温后，去除所述部件间的固定件以得到连接完成后的组件。

进一步地，本发明的又一个实施方式，提供了一种可供上述本发明涉及的新型部件间的导热固定连接方法所使用的一种新型焊料。

具体的，一种焊料，其包括助焊的焊剂和合金粉末颗粒。其中所述焊剂内还包含有胶粘剂和触变剂；且，所述合金粉末颗粒在所述焊料中的比例为95％-75％。

进一步的，其中所述胶粘剂包括环氧树脂类胶粘剂。具体的，其所用的环氧树脂可以是双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂中的一种或多种。

且，其中所述环氧树脂胶粘剂经过了酸酐固化处理。具体其所采用的固化剂可以包括甲基六氢苯酐、甲基四氢苯酐、六氢苯酐、多聚混合酸酐、苯基咪唑、甲基咪唑、乙基咪唑、潜伏性固化剂dicy、潜伏性固化剂PN23中的一种或多种。

进一步的，所述触变剂是经过流变调整的。具体的，其可以是氢化蓖麻油、聚酰胺蜡、disparlon 6500、disparlon6650等中的一种或多种。

进一步的，其中所述合金粉末颗粒，包括锡铋合金粉末、锡铋银合金粉末、锡铋铜合金粉末中的一种或多种。

本发明涉及的一种新型的部件间的导热固定连接方法，兼具焊接和粘接的特点，使得其不仅可以用于可焊接材料间的直接连接；还可以用于可以焊接的材料和不可焊接的材料之间的直接连接，例如，铜材和铝材间的连接，特别的可以应用于散热组件的装联。其达成的连接强度不弱于通常的焊接方法，同时保持了通常焊接具有的较高导热能力的优点。可以减少散热片电镀，以及由此带来的成本和环境压力。

具体的，对于使用不可焊接材料的铝制散热片，使用本发明涉及方法制造的连接点，其横切面由焊点(铜-锡合金)和胶层(铝-胶粘剂)组成。由于有金属焊点的存在，减小了导热路径长度，提高了连接点的导热能力，同时，环氧树脂胶粘剂的粘接强度不弱于锡铋合金焊点强度，由此提供了针对不可焊接材料的散热组件的连接可能。

而对于使用可以焊接材料(如锡、铜、镀镍铝片等)的部件，使用本发明涉及方法制造的连接点，除了仍然形成了良好的焊点，具有良好的导热导电能力之外，同时胶粘剂的存在能够对焊点进行有效的补强，可以有效的克服焊铋合金的脆性缺陷，可以提高焊点的强度和机械可靠性，尤其是对于跌落性能有大幅度提高。

进一步的，使用本发明方法制备的连接焊点，可以不再需要使用underfill等后续补强工艺，并且能够提供优异的可靠性，可以实现高温高湿测试条件下阻抗不降低，焊点不腐蚀。例如，在85摄氏度，85％湿度条件下，168小时焊点不腐蚀，阻抗不降低。

本发明的技术范围不仅仅局限于上述说明中的内容，本领域技术人员可以在不脱离本发明技术思想的前提下，对上述实施例进行多种变形和修改，而这些变形和修改均应当属于本发明的范围内。

Claims (8)

1.一种用于部件间导热固定连接的焊料，其包括助焊的焊剂和合金粉末颗粒；其特征在于，其中所述焊剂内还包含有胶粘剂，且所述合金粉末颗粒在所述焊料中的比例为75％～95％。

2.如权利要求1所述的一种焊料，其特征在于，其中所述胶粘剂包括环氧树脂类胶粘剂。

3.如权利要求2所述的一种焊料，其特征在于，在所述环氧树脂类胶粘剂中采用的环氧树脂包括双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂中的一种或多种。

4.如权利要求3所述的一种焊料，其特征在于，其中所述环氧树脂的固化剂体系为酸酐。

5.如权利要求4所述的一种焊料，其特征在于，在所述酸酐固化剂体系中采用的固化剂包括甲基六氢苯酐、甲基四氢苯酐、六氢苯酐、多聚混合酸酐、苯基咪唑、甲基咪唑、乙基咪唑、潜伏性固化剂dicy、潜伏性固化剂PN23中的一种或多种。

6.如权利要求1所述的一种焊料，其特征在于，其中所述焊剂中还包括流变调整的触变剂。

7.如权利要求6所述的一种焊料，其特征在于，其中所述触变剂包括氢化蓖麻油、聚酰胺蜡、disparlon 6500、disparlon6650中的一种或多种。

8.如权利要求1所述的一种焊料，其特征在于，其中所述合金粉末颗粒包括锡铋合金粉末、锡铋银合金粉末、锡铋铜合金粉末中的一种或多种。