CN116252069A - 一种增强Sn基无铅焊料稳定性的方法 - Google Patents
一种增强Sn基无铅焊料稳定性的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116252069A CN116252069A CN202310270607.0A CN202310270607A CN116252069A CN 116252069 A CN116252069 A CN 116252069A CN 202310270607 A CN202310270607 A CN 202310270607A CN 116252069 A CN116252069 A CN 116252069A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- nickel
- solder
- plated carbon
- free solder
- based lead
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 123
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 title claims abstract description 18
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims abstract description 88
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 claims abstract description 88
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 50
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 40
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims abstract description 36
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 11
- 230000009471 action Effects 0.000 claims abstract description 8
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 claims abstract description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 13
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 claims description 7
- 229910001172 neodymium magnet Inorganic materials 0.000 claims description 4
- WBWJXRJARNTNBL-UHFFFAOYSA-N [Fe].[Cr].[Co] Chemical compound [Fe].[Cr].[Co] WBWJXRJARNTNBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910000828 alnico Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 2
- 229910000938 samarium–cobalt magnet Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 6
- 238000004100 electronic packaging Methods 0.000 abstract description 3
- 230000005307 ferromagnetism Effects 0.000 abstract description 2
- 239000005022 packaging material Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 15
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 11
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 10
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 7
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 6
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 5
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 5
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 5
- 238000010907 mechanical stirring Methods 0.000 description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 5
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 4
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 238000000879 optical micrograph Methods 0.000 description 4
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910016331 Bi—Ag Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910016334 Bi—In Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910020836 Sn-Ag Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910020988 Sn—Ag Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910017944 Ag—Cu Inorganic materials 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910018100 Ni-Sn Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018532 Ni—Sn Inorganic materials 0.000 description 1
- QJVKUMXDEUEQLH-UHFFFAOYSA-N [B].[Fe].[Nd] Chemical compound [B].[Fe].[Nd] QJVKUMXDEUEQLH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 description 1
- 238000012536 packaging technology Methods 0.000 description 1
- 238000000053 physical method Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000004506 ultrasonic cleaning Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/40—Making wire or rods for soldering or welding
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
- B23K35/28—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 950 degrees C
- B23K35/282—Zn as the principal constituent
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
Abstract
本发明涉及电子封装材料连接技术领域，特别是涉及一种增强Sn基无铅焊料稳定性的方法。方法包括以下步骤：步骤1，向Sn基无铅焊料焊膏中掺加镀镍碳纤维，得到Sn基复合焊料；步骤2，在焊接过程中通过外加磁场的方式使熔融态的Sn基复合焊料中的镀镍碳纤维定向排布，通过调控镀镍碳纤维排布取向增强Sn基无铅焊料稳定性。镀镍碳纤维的镀Ni层具有铁磁性，本发明中通过在外加磁场的作用下，根据磁场取向不同而形成镀镍碳纤维的定向排布。当磁场取向与基板成一定夹角时，Sn基复合焊料中的镀镍碳纤维便可对焊点起到力学支撑作用。因此，可以在减少镀镍碳纤维掺量的同时，实现焊点性能的增强。
Description
技术领域
本发明涉及电子封装材料连接技术领域，特别是涉及一种增强Sn基无铅焊料稳定性的方法。
背景技术
在电子产品微型化和多功能化的趋势下，为了使集成电路的集成度更高，功率损耗更低，电子封装中焊点的尺寸持续减小。封装技术也从通孔插装进化到系统级封装。在3D电子封装技术中，起到层间互连的软钎料需要经历多次回流，逐层完成材料连接。当焊点间尺寸小于10μm时，连接良好的焊点在二次回流时，容易发生桥联、漏焊等焊接缺陷，导致封装电路短路。并且，在产品服役的多个热循环期间，焊料中由于金属间化合物(IMC)的快速增长，易产生较多脆性相，影响焊接接头的可靠性。因此，在设计焊料成分时，需要使传统二元或三元系Sn基无铅焊料在多次回流过程中保持焊点的稳定连接，优化焊接接头的稳定性。基于以上需求，需要在Sn基无铅焊料中加入增强相，对焊料起到支撑作用，使Sn基无铅焊料在多次回流后仍保持较高的稳定性。
将Ni镀覆到碳纤维表面,可以起到活化表面、增加其与金属间结合性的作用，并且能保留碳纤维在力学、热学、电学等方面优势。将镀镍碳纤维作为增强相加入至焊料中，获得的Sn基复合焊料中镀镍碳纤维与Sn基体形成良好致密的结合，在一定程度上抑制金属间化合物的生长，提升焊接接头稳定性。但其不足在于，镀镍碳纤维加入焊料后，会在回流过程中随机分布于焊点中，其排布取向在不同的焊点中存在差异，可能导致焊点间性能差异较大，增大了焊点之间的异质性。同时，添加量较小时，对于焊点性能的提升效果不明显，而当添加量较大时，焊料润湿性较差，焊点内部出现较多孔洞，影响接头质量。
发明内容
基于上述内容，本发明提供一种增强Sn基无铅焊料稳定性的方法，通过向Sn基无铅焊料中掺加镀镍碳纤维，并通过外加磁场的方式调控镀镍碳纤维在焊料中的分布取向，以增强Sn基无铅焊料，保证其高温服役稳定性，解决现有技术中镀镍碳纤维在Sn基复合焊料中所存在的增强相分布不均匀以及在镀镍碳纤维添加量少的情况下焊点增强效果不明显的问题。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明技术方案之一，一种增强Sn基无铅焊料稳定性的方法，包括以下步骤：
步骤1，向Sn基无铅焊料焊膏中掺加镀镍碳纤维，得到Sn基复合焊料；
步骤2，在焊接过程中通过外加磁场的方式使熔融态的Sn基复合焊料中的镀镍碳纤维定向排布，通过调控镀镍碳纤维排布取向增强Sn基无铅焊料稳定性。
进一步地，按质量百分数计，所述Sn基复合焊料中镀镍碳纤维的含量为0.1～5wt％；所述Sn基无铅焊料焊膏为二元或三元的Sn基无铅焊料焊膏；具体的，所述Sn基无铅焊料焊膏可以为Sn-Ag、Sn-Bi、Sn-In、Sn-Zn、Sn-Sb、Sn-Ag-Cu、Sn-Bi-In、Sn-Bi-Ag等系列Sn基合金焊料焊膏中的一种。
Sn基合金焊料焊膏由助焊剂(助焊剂为市售KE-150环保BGA助焊膏、KE-300环保BGA助焊膏、NC-559无铅BGA助焊膏、KL558无铅BGA助焊膏、KL638无铅无卤助焊膏等)、焊料合金粉末组成，所述焊料合金粉末的粒径为25～50μm。
进一步地，所述镀镍碳纤维中的碳纤维形状为长圆柱体，截面直径为3～15μm，长度为50～300μm，表面镀镍层厚度为1～20μm。因为微电子封装中焊点的尺寸通常小于500微米，如果增强颗粒(镀镍碳纤维)尺寸过大，会超出焊点制备的合适尺寸，且尺寸较大的增强颗粒添加后存在组织不均匀的问题，进而影响焊点服役的可靠性。因此，本发明限定镀镍碳纤维中碳纤维以及表面镀镍层厚度为上述范围。
进一步地，所述Sn基复合焊料的制备方法包括以下步骤：
将Sn基无铅焊料焊膏和镀镍碳纤维混合均匀，真空烘干，得到所述Sn基复合焊料。
进一步地，所述混合均匀具体为：超声振动及机械搅拌交替的方式混合10～30min。
所述真空烘干的温度为室温至40℃，时间为12～24h。
进一步地，所述外加磁场的方式具体为：在熔融态的Sn基复合焊料周围设置通电导线或强磁铁提供不同取向的磁场，使所述Sn基复合焊料中的镀镍碳纤维在磁场作用下定向排布，实现镀镍碳纤维的可控取向排布。
进一步地，所述通电导线为绝缘漆包铜线，匝数为1-1000圈，铜线直径为0.05-2.0mm；
所述强磁铁为钕铁硼磁铁、钐钴磁体、铁氧体磁铁、铝镍钴磁铁、铁铬钴磁铁中的一种。
(1)调节电导线：随着电导线匝数的增大，或随着电导线中铜芯直径的增加，所产生的磁场强度增加，在进行Ni-CF(镀镍碳纤维)调控时所产生的磁力增加，调控效果会更好，与所希望调控的方向夹角会减小。如果匝数过大，所产生的磁力大于调控方向所需的力时，将会使得焊点中的镀镍碳纤维被吸引至磁感线末端。(排布方向应按照右手螺旋定则判定)。
(2)调节强磁铁：根据强磁铁的放置方式不同，所产生的磁感线方向不同，依此来调节镀镍碳纤维的排布方向。距离磁铁距离越远，磁力越小，调控效果越差。
焊料在熔融状态下，将通电导线置于焊料两侧，或将强磁铁置于焊料附近形成定向磁场，使镀镍碳纤维在焊料中定向排布。
本发明技术方案之二，镀镍碳纤维在提高Sn基无铅焊料制备的焊点性能中的应用，采用上述的增强Sn基无铅焊料稳定性的方法。
本发明所使用的镀镍碳纤维增强相颗粒，其表面的Ni可以在回流焊过程中和Sn发生反应生成Ni-Sn金属间化合物，形成稳定的冶金连接。镀镍碳纤维受到磁场调控后，其取向与基板成一定夹角进行排布，对焊点起到支撑作用。并且镀镍碳纤维在超声清洗和机械搅拌过程中也能均匀分散在焊点内部，因此在服役过程中会形成均匀稳定的增强相，从而提高复合焊料焊点的力学性能和可靠性。
本发明公开了以下技术效果：
1、本发明利用碳纤维优异的力学、热学性能，通过表面镀Ni使其与Sn基体形成稳定连接，因此增强相能够更均匀地分布在焊料基体中。同时，Ni可以阻碍复合焊点在服役过程中界面脆性相Cu3Sn的生成，提高复合焊料焊点在服役过程中的可靠性。镀镍碳纤维的镀Ni层具有铁磁性，本发明中通过在外加磁场的作用下，根据磁场取向不同而形成镀镍碳纤维的定向排布。当磁场取向与基板成一定夹角时，Sn基复合焊料中的镀镍碳纤维便可对焊点起到力学支撑作用。因此，可以在减少镀镍碳纤维掺量的同时，实现焊点性能的增强。
2、本发明采用外加磁场(通电导线或强磁铁)的物理方法，容易获得，且节能环保，通过调整通电导线的匝数、导线直径等参数，调节强磁铁大小、南北极朝向、放置方法以及与复合焊料的距离等参数，可以产生大小、取向不同的磁场，满足不同的碳纤维排布取向需求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明镀镍碳纤维增强粉末在磁场作用下的光学显微照片；
图2为对比例1未外加磁场时添加镀镍碳纤维的Sn-3.0Ag-0.5Cu焊料扫描电镜显微组织形貌图；
图3为实施例1外加磁场调控后添加镀镍碳纤维的Sn-3.0Ag-0.5Cu焊料扫描电镜显微组织形貌图及元素分布图；
图4为实施例1磁场调控前后添加镀镍碳纤维的Sn-3.0Ag-0.5Cu焊料的光学显微照片。
具体实施方式
现详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。
应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本发明。另外，对于本发明中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值，以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料，但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。
在不背离本发明的范围或精神的情况下，可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见得的。本发明说明书和实施例仅是示例性的。
关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。
本发明中所述的“室温”如无特殊说明均表示20-30℃。
本发明实施例中所用原材料如无特殊说明，均可自市售途径获得。
本发明实施例以及对比例中所用Sn基无铅焊料焊膏为Sn-3.0Ag-0.5Cu焊料(助焊剂为KE-150环保BGA助焊膏，焊料合金粉末的粒径为25-45微米)；其他本领域常用的Sn基无铅焊料焊膏比如Sn-Ag、Sn-Bi、Sn-In、Sn-Zn、Sn-Sb、Sn-Bi-In、Sn-Bi-Ag等系列Sn基合金焊料焊膏同样适用于本发明。
本发明实施例以及对比例中所用镀镍碳纤维增强粉末中的碳纤维形状为长圆柱体，截面直径为3～15μm，长度为50～300μm，表面镀镍层厚度为1～20μm。
实施例1
步骤1，准备镀镍碳纤维取向可控的Sn基复合焊料(简称Sn基复合焊料)：由99wt％的Sn基无铅焊料焊膏和1wt％的镀镍碳纤维增强粉末组成。
将镀镍碳纤维增强粉末与Sn基无铅焊料焊膏混合，将混合物通过超声振动及机械搅拌交替的方式混合15min，使镀镍碳纤维粉末与Sn基无铅焊料焊膏均匀混合，并在40℃恒温真空烘干12h，得到Sn基复合焊料。
步骤2，将Sn基复合焊料以基板-焊料-基板的结构放置在回流焊炉中，伴随温度升高将Sn基复合焊料加热至熔融状态。此时，在焊点上方位置放置一块强磁铁，强磁铁采用钕铁硼永磁材料制成，并使靠近磁铁中心位置的磁感线垂直于水平面，采用标准回流曲线进行焊接，使熔融态焊料中的镀镍碳纤维在磁场作用下定向排布。
实施例2
步骤1，准备镀镍碳纤维取向可控的Sn基复合焊料(简称Sn基复合焊料)：由98wt％的Sn基无铅焊料焊膏和2wt％的镀镍碳纤维增强粉末组成。
将镀镍碳纤维增强粉末与Sn基无铅焊料焊膏混合，将混合物通过超声振动及机械搅拌交替的方式混合30min，使镀镍碳纤维粉末与Sn基无铅焊料焊膏均匀混合，并在40℃恒温真空烘干12h，得到Sn基复合焊料。
步骤2，将Sn基复合焊料以基板-焊料-基板的结构放置在回流焊炉中，伴随温度升高将Sn基复合焊料加热至熔融状态。此时，在焊点上下放置的两块平行的强磁铁，强磁铁采用烧结钕铁硼永磁材料制成，两块平行强磁之间的磁感线垂直于水平面。采用标准回流曲线进行焊接，使熔融态焊料中的镀镍碳纤维在磁场作用下定向排布。
实施例3
步骤1，准备镀镍碳纤维取向可控的Sn基复合焊料(简称Sn基复合焊料)：由99.5wt％的Sn基无铅焊料焊膏和0.5wt％的镀镍碳纤维增强粉末组成。
将镀镍碳纤维增强粉末与Sn基无铅焊料焊膏混合，将混合物通过超声振动及机械搅拌交替的方式混合10min，使镀镍碳纤维粉末与Sn基无铅焊料焊膏均匀混合，并在40℃恒温真空烘干12h，得到Sn基复合焊料。
步骤2，将Sn基复合焊料以基板-焊料-基板的结构放置在回流焊炉中，伴随温度升高将Sn基复合焊料加热至熔融状态。此时，在焊点周围放置通电线圈，通电线圈由绝缘漆包铜线制成，匝数为500，铜线直径0.1mm。连接直流电源形成定向磁场，焊料放置在通电线圈的中心轴线延长线上，通电线圈产生平行于水平面的磁感线。采用标准回流曲线进行焊接，使熔融态焊料中的镀镍碳纤维在磁场作用下定向排布。
对比例1
与实施例1不同之处仅在于，省略外加磁场的施加。
图1为镀镍碳纤维粉末在磁场作用下的光学显微照片。镀镍碳纤维在加入焊料前，在磁场下可以呈现定向排布的特征，在磁场中心位置垂直于水平面排布。在磁场边缘位置以斜向直立的取向排布。
图2为对比例1未外加磁场时添加镀镍碳纤维的Sn-3.0Ag-0.5Cu焊料扫描电镜显微组织形貌图。镀镍碳纤维在焊料中呈现无规则排布的状态。
图3为实施例1外加磁场调控后添加镀镍碳纤维的Sn-3.0Ag-0.5Cu焊料扫描电镜显微组织形貌图及元素分布图；由图3能够看出，在磁场调控后，镀镍碳纤维在复合焊料中均匀定向分布，镍镀层与焊料基体形成良好的结合，结合处没有发现明显孔洞缺陷。镀镍碳纤维排布取向垂直于水平面，提供支撑作用。
图4为实施例1磁场调控前后添加镀镍碳纤维的Sn-3.0Ag-0.5Cu焊料的光学显微照片。调控后单位面积内镀镍碳纤维的数量明显增加，通过磁场调控可以提升单位面积内镀镍碳纤维的数量，减少镀镍碳纤维在焊料中的添加量。
本发明通过外加磁场作用，使镀镍碳纤维在焊料回流焊过程中定向排布，提高焊点高温服役性能，并且镀镍碳纤维在经过取向调控后，可以与Sn基体形成有效结合，在较小的添加量下增强焊料性能。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (8)
1.一种增强Sn基无铅焊料稳定性的方法，其特征在于，包括以下步骤：
向Sn基无铅焊料焊膏中掺加镀镍碳纤维，得到Sn基复合焊料；
在焊接过程中通过外加磁场的方式使熔融态的Sn基复合焊料中的镀镍碳纤维定向排布，通过调控镀镍碳纤维排布取向增强Sn基无铅焊料稳定性。
2.根据权利要求1所述的增强Sn基无铅焊料稳定性的方法，其特征在于，按质量百分数计，所述Sn基复合焊料中镀镍碳纤维的含量为0.1～5wt％；所述Sn基无铅焊料焊膏为二元或三元的Sn基无铅焊料焊膏。
3.根据权利要求1所述的增强Sn基无铅焊料稳定性的方法，其特征在于，所述镀镍碳纤维中的碳纤维形状为长圆柱体，截面直径为3～15μm，长度为50～300μm，表面镀镍层厚度为1～20μm。
4.根据权利要求1所述的增强Sn基无铅焊料稳定性的方法，其特征在于，所述Sn基复合焊料的制备方法包括以下步骤：
将Sn基无铅焊料焊膏和镀镍碳纤维混合均匀，真空烘干，得到所述Sn基复合焊料。
5.根据权利要求4所述的增强Sn基无铅焊料稳定性的方法，其特征在于，所述真空烘干的温度为室温至40℃，时间为12～24h。
6.根据权利要求1所述的增强Sn基无铅焊料稳定性的方法，其特征在于，所述外加磁场的方式具体为：在熔融态的Sn基复合焊料周围设置通电导线或强磁铁提供不同取向的磁场，使所述Sn基复合焊料中的镀镍碳纤维在磁场作用下定向排布，实现镀镍碳纤维的可控取向排布。
7.根据权利要求6所述的增强Sn基无铅焊料稳定性的方法，其特征在于，所述通电导线为绝缘漆包铜线，匝数为1-1000圈，铜线直径为0.05-2.0mm；
所述强磁铁为钕铁硼磁铁、钐钴磁体、铁氧体磁铁、铝镍钴磁铁、铁铬钴磁铁中的一种。
8.镀镍碳纤维在提高Sn基无铅焊料制备的焊点性能中的应用，其特征在于，采用权利要求1所述的增强Sn基无铅焊料稳定性的方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310270607.0A CN116252069A (zh) | 2023-03-20 | 2023-03-20 | 一种增强Sn基无铅焊料稳定性的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310270607.0A CN116252069A (zh) | 2023-03-20 | 2023-03-20 | 一种增强Sn基无铅焊料稳定性的方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116252069A true CN116252069A (zh) | 2023-06-13 |
Family
ID=86684273
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310270607.0A Pending CN116252069A (zh) | 2023-03-20 | 2023-03-20 | 一种增强Sn基无铅焊料稳定性的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116252069A (zh) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5089356A (en) * | 1990-09-17 | 1992-02-18 | The Research Foundation Of State Univ. Of New York | Carbon fiber reinforced tin-lead alloy as a low thermal expansion solder preform |
| CN104416296A (zh) * | 2013-09-03 | 2015-03-18 | 天津大学 | 一种增强焊料互联焊点抗电迁移性能的方法和应用 |
| CN107877018A (zh) * | 2017-10-24 | 2018-04-06 | 杭州华光焊接新材料股份有限公司 | 一种磁场诱导焊接方法 |
| US20210039331A1 (en) * | 2019-08-06 | 2021-02-11 | GM Global Technology Operations LLC | Magnetic assisted plastic composite welding for weld line fiber crossover |
| CN112358237A (zh) * | 2020-08-28 | 2021-02-12 | 河海大学 | 一种定向镀镍碳纤维的机敏水泥基材料及其制备方法 |
| CN115740831A (zh) * | 2022-11-15 | 2023-03-07 | 北京工业大学 | 一种碳纤维增强无铅低温焊料及其制备方法 |
-
2023
- 2023-03-20 CN CN202310270607.0A patent/CN116252069A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5089356A (en) * | 1990-09-17 | 1992-02-18 | The Research Foundation Of State Univ. Of New York | Carbon fiber reinforced tin-lead alloy as a low thermal expansion solder preform |
| CN104416296A (zh) * | 2013-09-03 | 2015-03-18 | 天津大学 | 一种增强焊料互联焊点抗电迁移性能的方法和应用 |
| CN107877018A (zh) * | 2017-10-24 | 2018-04-06 | 杭州华光焊接新材料股份有限公司 | 一种磁场诱导焊接方法 |
| US20210039331A1 (en) * | 2019-08-06 | 2021-02-11 | GM Global Technology Operations LLC | Magnetic assisted plastic composite welding for weld line fiber crossover |
| CN112358237A (zh) * | 2020-08-28 | 2021-02-12 | 河海大学 | 一种定向镀镍碳纤维的机敏水泥基材料及其制备方法 |
| CN115740831A (zh) * | 2022-11-15 | 2023-03-07 | 北京工业大学 | 一种碳纤维增强无铅低温焊料及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102601542B (zh) | 一种黄铜钎料合金 | |
| US20180056448A1 (en) | Liquid dispersion of metal nanoparticles for solder paste, method for producing the liquid dispersion, solder paste, method for producing the solder paste | |
| CN107931885B (zh) | 一种钕铁硼永磁体用铜基钎焊材料及其制备方法 | |
| KR20190122741A (ko) | 땜납 재료, 땜납 페이스트, 폼 땜납 및 땜납 접합 | |
| CN104985350A (zh) | 一种Sn-Bi/Cu无铅复合焊接材料 | |
| CN103028863A (zh) | 一种高抗氧化无铅焊料 | |
| WO2012141331A1 (ja) | 鉛フリーはんだ合金 | |
| CN103978323A (zh) | 一种无铅焊料 | |
| CN103056543B (zh) | 一种含Yb、Al、B的纳米无铅钎料 | |
| US5308578A (en) | Fatigue resistant lead-tin eutectic solder | |
| CN110102931A (zh) | 一种改进的微电子封装用低银Sn-Ag-Cu焊料及其制备方法 | |
| CN116252069A (zh) | 一种增强Sn基无铅焊料稳定性的方法 | |
| CN101081463A (zh) | 一种Sn－Ag－Cu－Dy无铅焊料合金 | |
| WO2019167705A1 (ja) | 鉛フリーはんだ合金、電子回路実装基板及び電子制御装置 | |
| JP2015105391A (ja) | 鉛フリーはんだ合金粉の製造方法 | |
| CN109848606A (zh) | 一种高界面结合强度的Sn-Ag-Cu无铅焊料及其制备方法 | |
| CN105834612B (zh) | 一种适用于电子封装的高尺寸稳定性Sn‑Ag‑Cu焊料 | |
| KR101376856B1 (ko) | 무연 솔더 합금의 제조방법 | |
| CN105834611B (zh) | 一种适用于电子封装的高电导高可靠性Ce‑Sn‑Ag‑Cu焊料 | |
| EP3476520B1 (en) | Lead-free solder alloy, electronic circuit board, and electronic control device | |
| CN114628179A (zh) | 一种铜钨合金与铜合金的连接方法 | |
| CN112894195A (zh) | 一种钎焊用低银无铅钎料合金及其制备方法 | |
| JP5646230B2 (ja) | 鉛フリー接合材料およびその製造方法 | |
| CN117139917B (zh) | 一种汽车玻璃用无铅焊料及其制备方法和应用 | |
| CN1657225B (zh) | 超细微粒无铅钎料及其制作方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |