CN114434042A - 一种使用于铜铝互连的焊料粉及焊接工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了使用于铜铝互连的焊料粉及焊接工艺，其焊料粉采用价格便宜，制备简单，不易氧化以及更易混合均匀的低银Sn0.3Ag0.7Cu粉和Zn粉为原料，它是由1‑7号的Sn0.3Ag0.7Cu粉中任一种，或任两种，或任三种，或任四种，或任5种，或任6种，或任7种，与粒径为1um，或10um，或30um，或45um中一种，或两种，或三种，或四种，按质量比不超过50％的颗粒锌粉均匀混合制得的。通过一次短暂低功率超声的振动，促使母材表面、Sn0.3Ag0.7Cu粉表面和Zn粉表面的氧化膜破碎，同时促使Sn0.3Ag0.7Cu粉或Zn粉与母材发生冶金反应，实现铜铝的低温无助焊剂互连；采用微米级焊料粉易混合均匀，母材表面预置的凹凸孔增加了焊料与难焊母材的接触面积，圆柱状三明治焊接接头焊缝宽度精准，接头质量和焊接强度高。
Description
技术领域
本发明涉及焊接技术领域，涉及一种使用于铜铝互连的焊料粉及焊接工艺。
背景技术
在当今的电子封装行业中，由于铅对环境和人类健康的危害，性能优异的SAC305、SAC0307无铅焊料取代含铅焊料，被广泛应用于电子元器件与印刷电路板之间的连接材料。并且随着电子器件的小型化、集成化和高密度化，焊接区域更小且离电子器件更近，即电子器件对焊接温度更敏感。但是SAC305、SAC0307无铅焊料的熔点比SnPb37的至少高30℃，所以若按照常规焊接方法焊接电子元器件与印刷电路板，不仅焊接温度高、时间长，而且需要更耐热的钎剂；导致极易使热敏电子元器件寿命受损甚至直接失效，焊点可靠性也得不到保证，从而造成资源的极大浪费和公司名誉的受损。因此，焊接温度低、焊接效率高、焊接可靠性高的无铅焊料及焊接方法是现在电子封装行业迫切需求。
对Cu/Al材料在低温下的互连来说，在已有专利中，重庆理工大学20190517专利CN109759741A公布了一种超声辅助钎焊用钎焊粉及钎焊方法，首先以锡铜粉或锡银铜粉，或锡铜粉与锡银铜粉混合的粉末，与直径在1-1000nm范围中的活性纳米颗粒的镍粉、钴粉、铜粉、锡粉、钛粉的任一种，或任两种，或任三种，或任四种，或五种，按不超过20％的质量比均匀混合成焊料粉。采用超声辅助钎焊方法，通过超声发生装置的振荡生热，促使焊料或纳米颗粒与母材发生冶金反应，实现无铅焊料全固相或半固态的低温互连。在已有专利中，北京工业大学20180601专利CN108098172A公布了一种实现Cu/Sn/Cu界面可逆连接的方法，首先，在Cu/Sn/Cu界面钎焊连接阶段，通过对钎焊工艺参数及Sn焊料层厚度的控制，使焊后得到Cu/Cu3Sn/Cu界面。在连接界面的扩散分离阶段，对Cu/Cu3Sn/Cu连接界面进行加热时效，时效过程中界面Cu、Sn原子发生扩散，使界面出现微孔洞，伴随着时效的进行，微孔洞数目逐步增多，并聚合、长大，最终在时效完成后形成微裂纹贯穿界面，且此时界面满足微电路测试方法标准中规定的焊料连接失效条件而被认定连接失效。
上述例子的特点包括含纳米尺寸的复合焊料混合不均匀且易氧化，焊缝尺寸难精确控制，颗粒种类太多、焊接工艺复杂，全化合物接头制备难度大等。因此，提出一种新型的焊接方法来解决上述问题是迫在眉睫的。
发明内容
本发明针对现有技术的上述不足，本发明的目的在于提供一种使用于铜铝互连的焊料粉及焊接工艺。其所用的合金焊料粉材料成本低、制作简单。在焊接过程中，该方法操作简单、焊接时间短、焊接温度低和焊接设备要求低，不仅可以节约大量的人力物力，还可以极大地提高生产效率。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种使用于铜铝互连的焊料粉，其特征在于由以下质量百分比的原料制成：直径不同的锡银铜粉与按质量比不超过50％的不同粒径的活性颗粒锌粉均匀混合。
进一步的特征是：所述锡银铜粉是Sn0.3Ag0.7Cu。
所述锡银铜粉是1-7号粒度的Sn0.3Ag0.7Cu粉中一种，或两种，或三种，或四种，或5种，或6种，或7种按粗颗粒质量偏多的比例混合。
所述锌粉粒径为1um，或10um，或30um，或45um中一种，或两种，或三种，或四种的按不同比例混合。
一种使用于铜铝互连的焊接工艺，其特征在于，包括以下步骤:
1)选用紫铜柱，或其他铜合金柱，或铝及铝合金柱作为待焊接母材，将待焊接母材的待焊表面区域打磨光滑，同时在母材待焊面预置孔，再用酒精喷洗待焊区域表面，再在难焊母材待焊面预置孔，然后进行烘干处理。
2)将不同粒径的锡银铜粉，与粒径分别为为1um，10um，30um，45um的活性颗粒的锌粉的任一种，或任两种，或任三种，或任四种，按不超过50％的质量比均匀混合而成焊料粉；
3)先将一个待焊母材放置在夹具里，再将用酒精完全润湿的焊料粉放置在夹具内的待焊母材上，并将另一个待焊母材置于被夹具完全包裹的焊料粉上，最后将夹具放置在加热台上；
4)调整超声发生装置的位置，将超声发生装置的超声振子压在待焊母材上，在酒精还未完全挥发完前，达到工艺要求的焊接温度后，启动超声发生装置,进行超声辅助焊接，达到工艺要求的焊接时间后，停止超声发生装置,焊接完成。
所述的难焊母材待焊面的预置孔可以预置一个待焊面，也可以不预置孔。
所述的母材待焊面的孔可以为圆柱孔、圆锥孔、防空以及其他不规则孔等，孔的密度、宽度、阶梯数量均多种多样。
所述的焊料粉的混合，在室温-80℃条件下机械搅拌和超声振动两者同时进行10钟为最佳。
所述的夹具是为有效杜绝或减少焊粉的流失而专门设计的，考虑夹具成本、导热率、硬度和强度等因素的影响，选用6061铝合金或7075铝合金作为制作焊接夹具的材料。
所述超声发生装置为纵向超声发生器，它产生超声的频率为20KHz、功率为300w，焊接温度为室温-200℃，超声辅助焊接时间为3-30s，焊接时间为80-300s。
相对于现有技术，本发明的使用于铜铝互连的焊料及焊接工艺，具有如下有益效果：
1、本发明的焊料粉采用廉价的低银Sn0.3Ag0.7Cu粉和Zn粉为原料，焊料价格便宜。
2、本发明焊料粉中微米级Zn粉，颗粒粒径较大，不易氧化；且Sn0.3Ag0.7Cu粉和Zn粉更易混合均匀，提高了接头的焊接质量和结合强度。
3、本发明为圆柱状三明治结构焊接接头，能有效控制了焊缝的宽度；难焊母材表面预置凹凸孔，增加了焊料与难焊母材的接触面积，提高了接头的焊接质量和焊接强度。
4、本发明采用的是在焊接过程中，施加一次短暂低功率超声，促使了Sn0.3Ag0.7Cu粉表面，Zn粉表面和母材表面氧化膜的破碎，进而实现了焊接接头的高质量互连。
附图说明
图1为具体实施例1的装置示意图；
图2为具体实施例2的装置示意图；
图3为具体实施例3的装置示意图；
图4为具体实施例4的装置示意图；
图5为具体实施例5的装置示意图；
图6为具体实施例6的装置示意图。
具体实施方式
以下将结合具体实施方式和附图，对本发明进行详细说明。
具体实施例1
(1)待焊母材为紫铜圆柱2与紫铜圆柱5，将紫铜圆柱2与紫铜圆柱5的待焊表面区域用砂纸打磨光滑，再用酒精喷洗待焊区域表面，然后进行烘干处理；
(2)先将紫铜圆柱5放置在夹具6里，再将由Sn0.3Ag0.7Cu粉4和Zn粉3混合而成的焊料粉置于夹具6内的紫铜圆柱5上，用酒精润湿紫铜圆柱5上的焊料粉并将紫铜圆柱2置于被夹具6完全包裹的焊料粉上，最后将夹具6放置在加热台7上；
(3)将超声振子1压在紫铜圆柱2上，超声波发生器超声的频率为20KHz、功率为300w，焊接温度为室温，对待焊试件进行超声辅助焊接，超声辅助焊接时间为30s，焊接时间为300s。
所述的Sn0.3Ag0.7Cu粉的粒径优选为，1-7号Sn0.3Ag0.7Cu粉中的一种。
所述的Zn粉的粒径优选为，1um，或10um，或30um，或45um中的一种。
所述的焊料粉优选为：Sn0.3Ag0.7Cu粉+10％Zn粉，Sn0.3Ag0.7Cu粉+20％Zn粉，Sn0.3Ag0.7Cu粉+30％Zn粉，Sn0.3Ag0.7Cu粉+40％Zn粉，Sn0.3Ag0.7Cu粉+50％Zn粉中的一种。
所述的焊料粉的混合，在室温-80℃条件下机械搅拌和超声振动两者同时进行10钟为最佳。
所述的按位置放置好的待焊母材通过酒精使待焊区域与合金焊粉紧密接触，试件放置在恒温平台上几秒钟酒精就完全挥发了，在酒精挥发的同时合金焊料粉末的组分之间、合金焊料粉末与紫铜圆柱之间接触得更加紧密。
所述的焊接过程，将纵向超声振子1压在紫铜圆柱2上后就开始用计时器计时，在计时器显示240s时同时开启超声波发生器，在计时器显示270s时关闭超声，直到计时器显示300s时，控制超声振子1远离试件后取下试件，试件在空气中冷却，即完成焊接。
具体实施例2
(1)待焊母材为紫铜圆柱2与铝合金圆柱5，将紫铜圆柱2与铝合金圆柱5的待焊表面区域用砂纸打磨光滑，同时在铝合金圆柱5待焊面预置孔，再用酒精喷洗待焊区域表面，然后进行烘干处理；
(2)先将铝合金圆柱5放置在夹具6里，再将由Sn0.3Ag0.7Cu粉4和Zn粉3混合而成的焊料粉置于夹具6内的铝合金圆柱5上，用酒精润湿铝合金圆柱5上的焊料粉并将紫铜圆柱2置于被夹具6完全包裹的焊料粉上，最后将夹具6放置在加热台7上；
(3)将超声振子1压在紫铜圆柱2上，超声波发生器超声的频率为20KHz、功率为300w，焊温接度为100℃，对待焊试件进行超声辅助焊接，超声辅助焊接时间为20s，焊接时间为250s。
所述的Sn0.3Ag0.7Cu粉的粒径优选为：50％的1号粉+50％的2号粉，或90％的3号粉+10％的4号粉，或80％的5号粉+20％的6号粉，或60％的2号粉+40％的7号粉中的一种。
所述的Zn粉的粒径优选为：50％的1um+50％的10um，或10％的10um+90％30um，或20％的10um+80％的30um，或30％的10um+70％的45um，或40％的10um+60％的45um中的一种。
所述的焊料粉优选为：Sn0.3Ag0.7Cu粉+10％Zn粉，Sn0.3Ag0.7Cu粉+20％Zn粉，Sn0.3Ag0.7Cu粉+30％Zn粉，Sn0.3Ag0.7Cu粉+40％Zn粉，Sn0.3Ag0.7Cu粉+50％Zn粉中的一种。
所述的焊料粉的混合，在室温-80℃条件下机械搅拌和超声振动两者同时进行10钟为最佳。
所述的按位置放置好的待焊母材通过酒精使待焊区域与合金焊粉紧密接触，试件放置在恒温平台上几秒钟酒精就完全挥发了，在酒精挥发的同时合金焊料粉末的组分之间、合金焊料粉末与紫铜圆柱之间、合金焊料粉末与铝合金圆柱之间接触得更加紧密。
所述的焊接过程，将纵向超声振子1压在紫铜圆柱2上后就开始用计时器计时，在计时器显示180s时同时开启超声波发生器，在计时器显示200s时关闭超声，直到计时器显示250s时，控制超声振子1远离试件后取下试件，试件在空气中冷却，即完成焊接。
具体实施例3
(1)待焊母材为紫铜圆柱2与铝合金圆柱5，将紫铜圆柱2与铝合金圆柱5的待焊表面区域用砂纸打磨光滑，同时在铝合金圆柱5待焊面预置孔，再用酒精喷洗待焊区域表面，然后进行烘干处理在母材待焊面预置孔；
(2)先将铝合金圆柱5放置在夹具6里，再将由Sn0.3Ag0.7Cu粉4和Zn粉3混合而成的焊料粉置于夹具6内的铝合金圆柱5上，用酒精润湿铝合金圆柱5上的焊料粉并将紫铜圆柱2置于被夹具6完全包裹的焊料粉上，最后将夹具6放置在加热台7上；
(3)将超声振子1压在紫铜圆柱2上，超声波发生器超声的频率为20KHz、功率为300w，焊温接度为140℃，对待焊试件进行超声辅助焊接，超声辅助焊接时间为15s，焊接时间为200s。
所述的Sn0.3Ag0.7Cu粉的粒径优选为：50％的1号粉+40％的2号粉+10％的3号粉，或50％的2号粉+30％的3号粉+20％的4号粉，或60％的4号粉+20％的5号粉+20％的6号粉，或70％的5号粉+20％的6号粉+10％的7号粉，或90％的1号粉+5％的4号粉+5％的7号粉中的一种。
所述的Zn粉的粒径优选为：5％的1um+5％的10um+90％30um，或10％的10um+30％的30um+60％的45um，或20％的10um+20％的30um+60％的45um，或10％的10um+10％的30um+80％45um，或15％的1um+15％的30um+70％45um中的一种。
所述的焊料粉优选为：Sn0.3Ag0.7Cu粉+10％Zn粉，Sn0.3Ag0.7Cu粉+20％Zn粉，Sn0.3Ag0.7Cu粉+30％Zn粉，Sn0.3Ag0.7Cu粉+40％Zn粉，Sn0.3Ag0.7Cu粉+50％Zn粉中的一种。
所述的焊料粉的混合，在室温-80℃条件下机械搅拌和超声振动两者同时进行10钟为最佳。
所述的按位置放置好的待焊母材通过酒精使待焊区域与合金焊粉紧密接触，试件放置在恒温平台上几秒钟酒精就完全挥发了，在酒精挥发的同时合金焊料粉末的组分之间、合金焊料粉末与紫铜圆柱之间、合金焊料粉末与铝合金圆柱之间接触得更加紧密。
所述的焊接过程，将纵向超声振子1压在紫铜圆柱2上后就开始用计时器计时，在计时器显示120s时同时开启超声波发生器，在计时器显示135s时关闭超声，直到计时器显示200s时，控制超声振子1远离试件后取下试件，试件在空气中冷却，即完成焊接。
具体实施例4
(1)待焊母材为紫铜圆柱2与铝合金圆柱5，将紫铜圆柱2与铝合金圆柱5的待焊表面区域用砂纸打磨光滑，同时在铝合金圆柱5待焊面预置孔，再用酒精喷洗待焊区域表面，然后进行烘干处理在母材待焊面预置孔；
(2)先将铝合金圆柱5放置在夹具6里，再将由Sn0.3Ag0.7Cu粉4和Zn粉3混合而成的焊料粉置于夹具6内的铝合金圆柱5上，用酒精润湿铝合金圆柱5上的焊料粉并将紫铜圆柱2置于被夹具6完全包裹的焊料粉上，最后将夹具6放置在加热台7上；
(3)将超声振子1压在紫铜圆柱2上，超声波发生器超声的频率为20KHz、功率为300w，焊温接度为160℃，对待焊试件进行超声辅助焊接，超声辅助焊接时间为10s，焊接时间为160s。
所述的Sn0.3Ag0.7Cu粉的粒径优选为：40％的1号粉+40％的2号粉+10％的3号粉+10％的4号粉，或50％的2号粉+30％的3号粉+10％的4号粉+10％的5号粉，或30％的3号粉+30％的4号粉+20％的5号粉+20％的6号粉，或70％的4号粉+10％的5号粉+10％的6号粉+10％的7号粉中的一种。
所述的Zn粉的粒径优选为：5％的1um+10％的10um+20％的30um+65％的45um，或10％的1um+10％的10um+20％的30um+60％的45um，或10％的1um+20％的10um+30％的30um+40％的45um，或10％的1um+20％的10um+20％的30um+50％的45um，或20％的1um+20％的10um+20％的30um+40％的45um中的一种。
所述的焊料粉优选为：Sn0.3Ag0.7Cu粉+10％Zn粉，Sn0.3Ag0.7Cu粉+20％Zn粉，Sn0.3Ag0.7Cu粉+30％Zn粉，Sn0.3Ag0.7Cu粉+40％Zn粉，Sn0.3Ag0.7Cu粉+50％Zn粉中的一种。
所述的焊料粉的混合，在室温-80℃条件下机械搅拌和超声振动两者同时进行10钟为最佳。
所述的按位置放置好的待焊母材通过酒精使待焊区域与合金焊粉紧密接触，试件放置在恒温平台上几秒钟酒精就完全挥发了，在酒精挥发的同时合金焊料粉末的组分之间、合金焊料粉末与紫铜圆柱之间、合金焊料粉末与铝合金圆柱之间接触得更加紧密。
所述的焊接过程，将纵向超声振子1压在紫铜圆柱2上后就开始用计时器计时，在计时器显示120s时同时开启超声波发生器，在计时器显示130s时关闭超声，直到计时器显示160s时，控制超声振子1远离试件后取下试件，试件在空气中冷却，即完成焊接。
具体实施例5
(1)待焊母材为紫铜圆柱2与铝合金圆柱5，将紫铜圆柱2与铝合金圆柱5的待焊表面区域用砂纸打磨光滑，同时在铝合金圆柱5待焊面预置孔，再用酒精喷洗待焊区域表面，然后进行烘干处理；
(2)先将铝合金圆柱5放置在夹具6里，再将由Sn0.3Ag0.7Cu粉4和Zn粉3混合而成的焊料粉置于夹具6内的铝合金圆柱5上，用酒精润湿铝合金圆柱5上的焊料粉并将紫铜圆柱2置于被夹具6完全包裹的焊料粉上，最后将夹具6放置在加热台7上；
(3)将超声振子1压在紫铜圆柱2上，超声波发生器超声的频率为20KHz、功率为300w，焊温接度为180℃，对待焊试件进行超声辅助焊接，超声辅助焊接时间为5s，焊接时间为120s。
所述的Sn0.3Ag0.7Cu粉的粒径优选为：40％的1号粉+30％的2号粉+10％的3号粉+10％的4号粉+10％的5号粉，或50％的2号粉+20％的3号粉+10％的4号粉+10％的5号粉+10％的6号粉，或30％的3号粉+30％的4号粉+20％的5号粉+10％的6号粉+10％的7号粉，或30％的1号粉+20％的3号粉+20％的4号粉+20％的6号粉+10％的7号粉中的一种。
所述的Zn粉的粒径优选为：5％的1um+10％的10um+20％的30um+65％的45um，或10％的1um+10％的10um+80％的30um，或10％的1um+20％的10um+70％的45um，或10％的10um+30％的30um+60％的45um，或20％的1um+20％的10um+60％的45m中的一种。
所述的焊料粉优选为：Sn0.3Ag0.7Cu粉+10％Zn粉，Sn0.3Ag0.7Cu粉+20％Zn粉，Sn0.3Ag0.7Cu粉+30％Zn粉，Sn0.3Ag0.7Cu粉+40％Zn粉，Sn0.3Ag0.7Cu粉+50％Zn粉中的一种。
所述的焊料粉的混合，在室温-80℃条件下机械搅拌和超声振动两者同时进行10钟为最佳。
所述的按位置放置好的待焊母材通过酒精使待焊区域与合金焊粉紧密接触，试件放置在恒温平台上几秒钟酒精就完全挥发了，在酒精挥发的同时合金焊料粉末的组分之间、合金焊料粉末与紫铜圆柱之间、合金焊料粉末与铝合金圆柱之间接触得更加紧密。
所述的焊接过程，将纵向超声振子1压在紫铜圆柱2上后就开始用计时器计时，在计时器显示205s时同时开启超声波发生器，在计时器显示210s时关闭超声，直到计时器显示300s时，控制超声振子1远离试件后取下试件，试件在空气中冷却，即完成焊接。
具体实施例6
(1)待焊母材为紫铜圆柱2与铝合金圆柱5，将紫铜圆柱2与铝合金圆柱5的待焊表面区域用砂纸打磨光滑，在铝合金圆柱5待焊面预置孔，再用酒精喷洗待焊区域表面，然后进行烘干处理；
(2)先将铝合金圆柱5放置在夹具6里，再将由Sn0.3Ag0.7Cu粉4和Zn粉3混合而成的焊料粉置于夹具6内的铝合金圆柱5上，用酒精润湿铝合金圆柱5上的焊料粉并将紫铜圆柱2置于被夹具6完全包裹的焊料粉上，最后将夹具6放置在加热台7上；
(3)将超声振子1压在紫铜柱2上，超声波发生器超声的频率为20KHz、功率为300w，焊温接度为200℃，对待焊试件进行超声辅助焊接，超声辅助焊接时间为3s，焊接时间为80s。
所述的Sn0.3Ag0.7Cu粉的粒径优选为：40％的1号粉+30％的2号粉+10％的3号粉+10％的4号粉+10％的5号粉，30％的1号粉+30％的2号粉+10％的3号粉+10％的4号粉+10％的5号粉+10％的6号粉，30％的1号粉+20％的2号粉+10％的3号粉+10％的4号粉+10％的5号粉+10％的6号粉+10％的7号粉，20％的1号粉+20％的2号粉+10％的3号粉+10％的4号粉+10％的5号粉+10％的5号粉+10％的6号粉+10％的7号粉+10％的8号粉中的一种。
所述的Zn粉的粒径优选为：5％的1um+10％的10um+20％的30um+65％的45um，或10％的1um+10％的10um+80％的30um，或10％的1um+20％的10um+70％的45um，或10％的10um+30％的30um+60％的45um，或20％的1um+20％的10um+60％的45m中的一种。
所述的焊料粉优选为：Sn0.3Ag0.7Cu粉+10％Zn粉，Sn0.3Ag0.7Cu粉+20％Zn粉，Sn0.3Ag0.7Cu粉+30％Zn粉，Sn0.3Ag0.7Cu粉+40％Zn粉，Sn0.3Ag0.7Cu粉+50％Zn粉中的一种。
所述的焊料粉的混合，在室温-80℃条件下机械搅拌和超声振动两者同时进行10钟为最佳。
所述的按位置放置好的待焊母材通过酒精使待焊区域与合金焊粉紧密接触，试件放置在恒温平台上几秒钟酒精就完全挥发了，在酒精挥发的同时合金焊料粉末的组分之间、合金焊料粉末与紫铜圆柱之间、合金焊料粉末与铝合金圆柱之间接触得更加紧密。
所述的焊接过程，将纵向超声振子1压在紫铜柱圆2上后就开始用计时器计时，在计时器显示60s时同时开启超声波发生器，在计时器显示63s时关闭超声，直到计时器显示80s时，控制超声振子1远离试件后取下试件，试件在空气中冷却，即完成焊接。
最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制技术方案，尽管申请人参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (9)
1.一种使用于铜铝互连的焊料粉，其特征在于由以下质量百分比的原料制成：1-7号的锡银铜粉中任一种，或任两种，或任三种，或任四种，或任5种，或任6种，或任7种，按粗颗粒质量偏多的比例混合。与粒径为1um，或10um，或30um，或45um中一种，或两种，或三种，或四种，按质量比不超过50％的活性颗粒锌粉均匀混合。
2.根据权利要求1所述的锡银铜粉是Sn0.3Ag0.7Cu。
3.根据权利要求1或2所述使用于铜铝互连的焊料粉，其特征在于，所述锡银铜粉是工业上常用的1-7号微米级别的锡球。
4.一种使用于铜铝互连的焊接工艺，其特征在于，包括以下步骤:
1)选用紫铜柱，或其他铜合金柱，或铝及铝合金柱作为待焊接母材，将待焊接母材的待焊表面区域打磨光滑，同时在难焊母材待焊面预置孔，再用酒精喷洗待焊区域表面，然后进行烘干处理；
2)将不同粒径的锡银铜粉，与粒径为1um，或10um，或30um，或45um的活性纳米颗粒的锌粉的任一种，或任两种，或任三种，或任四种，按不超过50％的质量比均匀混合而成焊料粉；
3)先将一个待焊母材放置在夹具里，再将用酒精完全润湿的焊料粉放置在夹具内的待焊母材上，再将另一个待焊母材置于被夹具完全包裹的焊料粉上，最后将夹具放置在加热台上；
4)调整超声发生装置的位置，将超声发生装置的超声振子压在待焊母材上，在酒精还未完全挥发完前，达到工艺要求的焊接温度后，启动超声发生装置，进行超声辅助焊接，达到工艺要求的焊接时间后，停止超声发生装置，焊接完成。
5.根据权利要求4所述的难焊母材待焊面的预置孔可以预置一个待焊面，也可以不预置孔。
6.根据权利要求4所述的难焊母材待焊面的孔可以为圆柱孔、圆锥孔、方孔以及其他不规则孔等，孔的密度、宽度、阶梯数量均多种多样。
7.根据权利要求4所述的低温下使用的焊料粉，其特征在于，它的混合均匀方式为机械搅拌和超声振动两者同时进行的方式，并且在30℃左右条件下进行10分钟为最佳时间。
8.根据权利要求4所述的焊接夹具，其特征在于，有效减少或杜绝焊粉的流失，同时考虑夹具成本、导热率、硬度和强度等因素的影响，选用6061铝合金或7075铝合金作为制作焊接夹具的材料。
9.根据权利要求4所述的使用于铜铝互连的焊接工艺，其特征在于，所述超声发生装置为纵向超声发生器，超声发生装置为连续超声振动，它产生超声的频率为20KHz，功率为300w，焊接温度为室温-200℃，超声辅助焊接时间为3-30s，焊接时间为80-300s。
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