專利名稱：金屬焊料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種金屬焊料。
技術(shù)背景公知的金屬焊料一般是具有特定組成的金屬。當(dāng)有焊劑存在時,焊料在相對 較低的溫度下熔化，潤濕要焊接的兩種金屬部件，而形成了結(jié)合兩種金屬部件的永久性金屬間結(jié)合劑。目前最普遍使用的金屬焊料是以錫(Sn)和鉛(Pb)作為 基本組分的合金焊料，為了使焊料具有預(yù)定功能(比如良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能)， 通常加入一些其它金屬與之形成合金，其它金屬的加入導(dǎo)致焊料的熔點(diǎn)升高， 對電子行業(yè)中的電子器件的焊接極為不利，而且這種金屬焊料只能用作金屬件 之間的焊接，不能作為金屬與非金屬之間的焊接。但在有些行業(yè)中，特別是在 電子行業(yè)中，經(jīng)常遇到金屬件必須與非金屬件連接，同時要有很好的導(dǎo)電和散 熱性能。比如在LED行業(yè)中對大功率LED的封裝就有如下要求 一.有對散熱 的要求；二.有對芯片承受溫度的限制，在回流焊時的焊接溫度有限制；三.需要 金屬與非金屬之間焊接。為了滿足上述要求，現(xiàn)在很多采用的是銀膠或硅脂來 實(shí)現(xiàn)金屬與非金屬的連接，由于其中的連接相是用高分子材料，使得導(dǎo)熱和導(dǎo)電 均很差。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種能使金屬與非金屬之間連接，并具有預(yù)定特性 的金屬焊料。本發(fā)明提供的這種金屬焊料，由起連接作用的金屬粉末和起預(yù)定特性作用 的功能粉末及助焊劑混合而成，所述金屬粉末的成份中至少包括銦，功能粉末 為任何物質(zhì)粉末。作為本發(fā)明的一個實(shí)施方式，其功能粉末是起高導(dǎo)熱導(dǎo)電作用的銅粉末或 者銀粉末，或者功能粉末為用于導(dǎo)熱的金剛石微粉，或者是起導(dǎo)磁作用的鐵粉， 或者是起建立磁場作用的磁粉。本發(fā)明由于用銦或含銦的金屬粉末作為焊料的連接相，并且功能粉末與起連 接作用的金屬粉末相混合，不僅充分利用了銦對金屬和其他非金屬材料均可以 潤濕的特性，使金屬與非金屬能連接，而且在達(dá)到增強(qiáng)功能的同時不會使焊料 的溫度升高，非常有利于電子行業(yè)的使用。比如本發(fā)明如果用錫銦合金粉和超 細(xì)銅粉混合后，再與助焊劑混合，在回流焊過程中，錫銦合金粉末熔化，濕潤其中 的銅粉及待連接的兩個部件而形成永久性連接點(diǎn)，該連接點(diǎn)的導(dǎo)熱和導(dǎo)電性能 是現(xiàn)有技術(shù)中用銀膠或硅脂的7倍以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)的導(dǎo)電和散熱性能。


圖1是本發(fā)明一個實(shí)施方式的焊料加熱曲線。
具體實(shí)施方式
實(shí)施方式一將重量比(wt。/。)為30y。銦(In)和7096錫(Sn)的合金制作成粉末粒度為200目 以上的合金粉末，用此合金粉末與粒度為800目以上的超細(xì)銅粉(或銀粉)混合 均勻，超細(xì)銅粉(或銀粉)占所述銦錫合金粉末重量的30%。再將混合后的粉 末與助焊劑攪拌混合均勻即可使用。焊接時通?；亓骱笢囟仍礁?，錫銦合金溶體 對銅粉及兩個連接件的潤濕性越好，但考慮到芯片的承受溫度有限，應(yīng)控制焊接 工藝中的溫度。在本實(shí)施方式中加熱區(qū)的溫度控制在2 5 — 1 8 (TC內(nèi)，浸儒 區(qū)的溫度控制在1 8 0 — 2 2 (TC，熔融區(qū)的溫度控制在1 8 0 — 2 6 (TC內(nèi)， 冷卻區(qū)的溫度控制在2 6 0 — 6 (TC內(nèi)，加熱曲線見圖1。用上述實(shí)施方式進(jìn) 行焊接的導(dǎo)熱為60w.mk，而現(xiàn)有技術(shù)中銀膠的導(dǎo)熱為6-7w.mk。說明本實(shí)施方 式的導(dǎo)熱是現(xiàn)有技術(shù)的近10倍。本發(fā)明之所以有如此好的效果，其原理是利 用銦對各種金屬和非金屬材料的良好潤濕特性，使金屬與非金屬進(jìn)行很好的連 接，并且銅粉(或銀粉)作為功能相(導(dǎo)熱導(dǎo)電功能)它是混合在含銦金屬粉中 的，在加熱后，只是在熔融的銦錫合金與銅粉的界面有相互的擴(kuò)散形成合金殼將銅粉包覆，而不是銅粉整個熔融形成的銦銅合金，因此不僅保留了銅粉(或銀粉) 具有的高導(dǎo)熱導(dǎo)電性的功能，而且不會提高含銦金屬粉的熔點(diǎn)。本發(fā)明起連接作用的金屬粉末或者說連接相可以采用銦粉，或者銦粉與其 它金屬粉的混合，或者銦與其它金屬的合金粉，最好是銦粉與錫粉的混合物或者銦錫合金。并且銦占連接相重量的5%_40%，錫占連接相重量的60%-95°/。。而功能粉末或者說功能相可以采用任何物質(zhì)，它可以是具有特殊光學(xué)效果、電學(xué) 效果、熱學(xué)效果或磁性效果的物質(zhì)，比如是用于導(dǎo)熱的金剛石微粉、導(dǎo)磁的鐵 粉、用于建立磁場的磁粉等，具體采用何種功能粉末要根據(jù)需要增強(qiáng)的功能而定，功能粉末占所述金屬粉末重量的10%-80%比較好。即可滿足連接需要，也 可滿足功能的需要。
權(quán)利要求
1、一種金屬焊料，其特征在于該焊料由起連接作用的金屬粉末和起預(yù)定特性作用的功能粉末及助焊劑混合而成，所述金屬粉末的成份中至少包括銦，功能粉末為任何物質(zhì)粉末。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬焊料，其特征在于功能粉末占所述金屬粉末 重量的10%-80%。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的金屬焊料，其特征在于所述金屬粉末為銦粉 末和錫粉末或者為銦錫合金粉末。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的金屬焊料，其特征在于功能粉末為起高導(dǎo)電 導(dǎo)熱作用的銅粉末或者銀粉末，或者功能粉末為用于導(dǎo)熱的金剛石微粉，或者 功能粉末為起導(dǎo)磁作用的鐵粉，或者功能粉末為建立磁場的磁粉。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的金屬焊料，其特征在于所述金屬粉末的重量銦占 5%-40%，錫占60%-95%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種金屬焊料，由起連接作用的金屬粉末和起預(yù)定特性作用的功能粉末及助焊劑混合而成，所述金屬粉末的成份中至少包括銦，功能粉末為任何物質(zhì)粉末。本發(fā)明能使金屬與非金屬能連接，而且在達(dá)到增強(qiáng)功能的同時不會使焊料的溫度升高，非常有利于電子行業(yè)的使用。
文檔編號B23K35/26GK101214587SQ20081003048
公開日2008年7月9日 申請日期2008年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月16日
發(fā)明者陳明飛 申請人:陳明飛