專利名稱：：一種納米增強(qiáng)鉍基無鉛高溫焊料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種納米增強(qiáng)鉍基無鉛高溫焊料及其制備方法，該焊料由金屬鉍粉(或鉍和銻的混合粉/合金粉)和納米Ag粉通過化學(xué)復(fù)合而成，屬于無鉛焊料的制造
技術(shù)領(lǐng)域：
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背景技術(shù)：
：重視環(huán)保、提倡綠色產(chǎn)品是當(dāng)今世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的大趨勢，電子產(chǎn)品的無鉛化就是其中一項(xiàng)重大舉措。在中低溫含鉛焊料的無鉛化替代方面，經(jīng)過近io年的研究已經(jīng)逐步得到了可靠性驗(yàn)證，并已被廣泛應(yīng)用，然而高鉛焊料[w(Pb)>85%]至今卻還沒有合適的替代品，在RoHS指令中也因此得到了暫時(shí)豁免。但根據(jù)指令計(jì)劃歐盟RoHS指令將逐步取消豁免項(xiàng)目，到2014年7月可能所有豁免將被解除，屆時(shí)將實(shí)現(xiàn)電子組裝系統(tǒng)的全面無鉛化，高鉛焊料也將被替代，因此制備出性能良好的可用于替代高鉛焊料的無鉛產(chǎn)品意義重大，目前對(duì)高溫?zé)o鉛焊料的研究主要集中在80Au-Sn合金、Sn-Sb基合金、Zn-Al基合金及Bi基A會(huì)l、80Au-Sn焊料Au-Sn共晶焊料的熔點(diǎn)為280°C，與高鉛焊料的熔點(diǎn)最相近，兼容性好，與低熔點(diǎn)的無鉛共晶釬料相比(約217tO，具有更大的穩(wěn)定性和可靠性。但是該焊料較脆，并且由于w(Au)為80%成本太高，因而主要用于光電子封裝、高可靠性(如InP激光二極管)、大功率電子器件電路氣密封裝和芯片封裝中。2、Sn-Sb合金由于Sn-Sb[w(Sb)《10%]合金熔化區(qū)間較窄(232250°C)，并且與現(xiàn)有焊料兼容性良好，因而作為高溫?zé)o鉛焊料的候選材料。但其熔點(diǎn)較低，特別是焊料無鉛化以來由于現(xiàn)有無鉛焊料的熔點(diǎn)較Sn-Pb共晶合金的高(一般高30-40°C)，封裝溫度會(huì)有所提升，導(dǎo)致多級(jí)組裝時(shí)后續(xù)回流或波峰焊溫度會(huì)超過其熔點(diǎn)，進(jìn)而影響封裝器件的可靠性，甚至造成產(chǎn)品報(bào)廢。3、Zn-Al合金Rettenmayr等和Shimizu等分別提出用Zn基合金來取代95Pb_5Sn焊料實(shí)現(xiàn)芯片連接。但Zn基合金加工性差，且容易氧化而導(dǎo)致潤濕不良，并且Zn基合金的較高活性也使得焊接可靠性以受到質(zhì)疑，因此很大程度上限制了該類合金的應(yīng)用。4、Bi基合金B(yǎng)i基合金由于熔點(diǎn)合適(27(TC左右)、填充性能良好，被認(rèn)為是取代傳統(tǒng)高Pb焊料的無鉛候選焊料，如日本村田制作所公布的JP2001-205477專利合金。Bi-Ag系焊料是研究得最多的Bi基合金，常溫下Bi和Ag的互溶度很小，其共晶合金熔點(diǎn)為262.5t:，研究表明其延伸率比SnAg25SblO(J合金，熔點(diǎn)365°C)還好，增加Ag含量可提高Bi-Ag合金的強(qiáng)度，并可改善其合金的脆性，但總體上比SnAg25Sb10合金小，并且增加了合金成本。Bi基合金的缺陷除力學(xué)性能較差外，還表現(xiàn)在導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能差。日本村田公布的Bi基高溫?zé)o鉛焊料(美國專利號(hào)6，703，113)，在基體中添加不超過9.9wt^的Ag或Cu、Zn，并添加大約0.l-3wt^的Sb或Sn、In、Cu、Zn、Ge、P等，該焊料主要用其溫度熱阻性能，焊接玻璃等脆性基板?；裟犴f爾國際公司公布的Bi-Ag合金焊料(CN1507499A、W02002/097145)熱傳導(dǎo)率不低于9W/mK、Is后潤濕平衡條件下對(duì)Ag的潤濕力達(dá)到0.2mN，并且通過添加Zn、Ni、Ge、P中的一種或幾種元素達(dá)到了抗氧化目的，但該合金的脆性問題仍難解決，并且其導(dǎo)電導(dǎo)熱性因Ag元素完全合金化而大打折扣。為改善Bi基高溫?zé)o鉛焊料的性能，日本東北大學(xué)Takaku等通過氣體霧化法和熔體旋轉(zhuǎn)法來獲得Bi-Cu-X(X二Sb、Sn和Zn)高溫?zé)o鉛焊料的特殊組織形貌。特別的，日本千柱公布的Bi基高溫?zé)o鉛焊料(歐洲專利號(hào)EP1952934A1)在Bi基體粉末中混合了第二、第三粒子，以及Yamada等在熔融的Bi中添加了霧化法形成的CuAlMn顆粒來改善Bi合金的力學(xué)性能，均獲得了較好的結(jié)果，但所混合的第二粒子或增強(qiáng)粒子的尺寸相比較大，因而對(duì)焊點(diǎn)性能改善仍不大。北工大公布的中溫焊料(中國專利01144487.8和200310116809.2)同樣采用了顆粒增強(qiáng)的方式，但增強(qiáng)粒子的尺寸限制使得在越來越小的微焊點(diǎn)領(lǐng)域使用受限。相比，中國專利02125594.6、200810112441.5及200510013430.8均采用了納米增強(qiáng)粒子，改善了焊料的力學(xué)性能及潤濕性等，其中中國專利02125594.6在制備錫膏過程中通過機(jī)械攪拌方式混入納米粒子，而中國專利200510013430.8通過向熔融液態(tài)Sn-Ag共晶焊料中添加Zr02納米顆粒，中國專利200810112441.5創(chuàng)新性的引入了有機(jī)納米結(jié)構(gòu)材料，但由于其制備方法均為機(jī)械混合方式，因此其納米增強(qiáng)顆粒的均勻性較難控制，且屬中溫焊料領(lǐng)域。為了克服高溫?zé)o鉛焊料目前存在的技術(shù)缺陷，解決強(qiáng)度低、服役壽命短、密封性差、焊點(diǎn)圓暈光亮差等問題，提供一種改進(jìn)性能的高溫?zé)o鉛焊料成為本領(lǐng)域技術(shù)人員急需解決的問題。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的之一是提供一種在焊接及使用過程中具有強(qiáng)度高、服役壽命長、密封性好、焊點(diǎn)圓暈光亮的高溫?zé)o鉛焊料，并形成納米Ag相增強(qiáng)Bi基焊料的焊點(diǎn)。本發(fā)明為提高Bi基無鉛高溫焊料的力學(xué)性能及電熱性能，通過在混有Bi基粉末的硝酸銀渾濁液中化學(xué)還原Ag法制備依附于Bi粉(或鉍/銻粉)表層的納米銀粒子復(fù)合體，進(jìn)而達(dá)到納米銀粒子與基體粉末顆粒的混合均勻化。在焊接使用中通過焊接時(shí)的工藝窗口和不同組分含量配比等控制，實(shí)現(xiàn)部分納米增強(qiáng)銀粒子與基體發(fā)生合金化反應(yīng)，達(dá)到結(jié)合完美的目的。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案—種納米增強(qiáng)鉍基無鉛高溫焊料，其特征在于包含銀納米粉和鉍粉或鉍、銻的混合粉或合金粉(以下簡稱鉍/銻粉)；其中銀納米粉占212wt%。—種優(yōu)選的技術(shù)方案，其特征在于所述的鉍、銻的混合粉或合金粉中，鉍含量>80wt^，銻含量《20wt%?！N優(yōu)選的技術(shù)方案，其特征在于還包含總量不超過1%的Sn、In、Cu、Zn、Ge、Au或Ni元素中的一種或幾種。—種優(yōu)選的技術(shù)方案，其特征在于所述的銀納米粉和鉍粉或鉍、銻的混合粉或合金粉形成均勻復(fù)合體。本發(fā)明的另一目的是提供上述高溫?zé)o鉛焊料的制備方法，解決納米增強(qiáng)焊料的混合均勻性問題，利用銀納米增強(qiáng)來緩解Bi-Ag系合金焊料的脆性，改善其導(dǎo)電、導(dǎo)熱性，提高其對(duì)常見部件的金屬化層(銅、鎳、金、銀、裸硅等)上的潤濕性。為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采取以下的技術(shù)方案—種納米增強(qiáng)鉍基無鉛高溫焊料的制備方法，其制備過程如下(1)稱取鉍基粉末，可以采用機(jī)械破碎或介質(zhì)霧化等任何已知制粉技術(shù)；(2)將定量的鉍基粉末均勻?qū)刖哂袛嚢柩b置的硝酸銀溶液中，使硝酸銀溶液中所含的銀為銀和鉍基粉末總重量的212%，不斷攪拌，使溶液成為均勻的渾濁液；(3)稱取相對(duì)硝酸銀過量的氨水或其他能夠與銀絡(luò)合的物質(zhì)，并將它緩慢的添加至步驟(2)所得的渾濁液中，使銀離子完全形成絡(luò)合物或配合物；(4)在不斷攪拌條件下緩慢添加還原劑，將絡(luò)合物還原，形成納米銀粉和鉍基粉末的均勻復(fù)合體；(5)過濾，所得濾餅在保護(hù)狀態(tài)下烘干、吹干或晾干，即得納米增強(qiáng)鉍基無鉛高溫焊料。在所得的焊料中添加定量助焊劑并攪拌成均勻的流體，即制備出高溫?zé)o鉛焊膏。—種優(yōu)選的技術(shù)方案，其特征在于所述的鉍基粉末包含鉍粉或鉍、銻的混合粉或合金粉?！N優(yōu)選的技術(shù)方案，其特征在于所述的鉍、銻的混合粉或合金粉中，鉍含量>80wt^，銻含量《20wt%?！N優(yōu)選的技術(shù)方案，其特征在于所述的鉍基粉末中還包含總量不超過1%的Sn、In、Cu、Zn、Ge、Au或Ni元素中的一種或幾種。—種優(yōu)選的技術(shù)方案，其特征在于步驟(3)中，稱取相對(duì)硝酸銀過量520%的氨水或其他能夠與銀絡(luò)合的物質(zhì)?！N優(yōu)選的技術(shù)方案，其特征在于步驟(4)中所述的還原劑為水合肼、葡萄糖或甲醛等。所述的還原劑可以過量520%?！N優(yōu)選的技術(shù)方案，其特征在于步驟(5)中，所得濾餅在真空狀態(tài)或氫氣、惰性氣體保護(hù)狀態(tài)下烘干、吹干或晾干。有益效果本發(fā)明納米增強(qiáng)鉍基無鉛高溫焊料因具有復(fù)合體納米Ag增強(qiáng)相存在而具有相比合金材料更佳的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性和較優(yōu)的焊接強(qiáng)度，在焊接及使用過程中具有強(qiáng)度高、服役壽命長、密封性好、焊點(diǎn)圓暈光亮等特點(diǎn)；另外，實(shí)驗(yàn)表明，本發(fā)明所述的銀納米增強(qiáng)鉍基無鉛高溫焊料通過焊接工藝控制，可以控制原位合金化的納米Ag所占比例及Ag相的尺寸和分布，并獲得最佳的使用性能。該方法制備的復(fù)合粉有效解決了納米增強(qiáng)粒子與基體粉末的均勻混合問題，并且能夠改善Bi-Ag(或Bi-Sb-Ag)系合金焊料的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性差等問題。根據(jù)粉末間的不同組成可制配成260-38(TC任意熔點(diǎn)的高溫焊料，用于替代電子封裝用高Pb焊料。下面通過附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)該理解的是，所述的實(shí)施例僅僅涉及本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍情況下，各種組分及含量的變化和改進(jìn)都是可能的。圖1為本發(fā)明納米增強(qiáng)鉍基無鉛高溫焊料的制備裝置示意圖。圖2為制備本發(fā)明的納米增強(qiáng)鉍基無鉛高溫焊料的制備工藝流程圖。圖3為本發(fā)明中典型的納米增強(qiáng)鉍基無鉛高溫焊料與BiAg2.5、SnPb90和SnPb95合金焊料的焊點(diǎn)鋪展對(duì)比圖。具體實(shí)施方式實(shí)施例1圖1為本發(fā)明納米增強(qiáng)鉍基無鉛高溫焊料的制備裝置示意圖。其中1為攪拌器；2為鉍基粉末、氨水(或其他弱堿)、還原劑等加料口；3為渾濁液容器。如圖2所示，為制備本發(fā)明的納米增強(qiáng)鉍基無鉛高溫焊料的制備工藝流程圖。第一步稱取鉍粉(或按比例配制鉍/銻粉)，其制備方法可以是機(jī)械破碎或介質(zhì)霧化等任何已知制粉技術(shù)；第二步將定量的鉍粉(或鉍/銻粉)均勻?qū)刖哂袛嚢柩b置的定量的一定濃度硝酸銀溶液，不斷攪拌，使溶液成為均勻的渾濁液；第三步稱取定量的氨水(相比硝酸銀要有過量)，并將之不斷添加至渾濁液中，使硝酸銀完全形成銀氨絡(luò)合物；第四步逐漸添加還原劑(如，水合肼(N2H4*H20)、葡糖糖、甲醛等)，將絡(luò)合物還原形成納米Ag粉和Bi粉(或鉍/銻粉)的均勻復(fù)合粉_無鉛焊膏基料；第五步過濾，并在保護(hù)狀態(tài)下烘干(吹干)，添加定量助焊劑，攪拌成均勻的流體，制備出高溫?zé)o鉛焊膏。實(shí)施例1Bi+2.0%Ag納米增強(qiáng)鉍基無鉛高溫焊料及其制備采用研磨的方法制備鉍粉10kg，篩取-400目粉980g;將稱好的Bi粉倒入0.185mol(31.5g溶質(zhì))的AgN03溶液，攪拌，使溶液成為均勻的渾濁液，以防Bi粉沉淀；在攪拌狀態(tài)下向渾濁液中逐漸加入氨水(lmol溶質(zhì))，使硝酸銀能夠完全形成絡(luò)合物(配合物(Ag(NH3)n+)溶液);向渾濁液中緩慢添加過量的水合肼并繼續(xù)攪拌，將絡(luò)合物還原形成納米Ag粉和Bi粉的均勻復(fù)合粉；將溶液倒入濾布過濾，并將過濾后的粉末均勻鋪好放入真空爐，抽干水分；稱取100g助焊劑，并放入抽干的Bi+2.OXAg納米增強(qiáng)鉍基無鉛高溫焊料粉中，充分?jǐn)嚢?，使之成均勻的流體，即制備出了高溫?zé)o鉛焊膏。將焊膏倒入焊膏盒中，放入冰箱儲(chǔ)藏備用。實(shí)施例2(Bi-10Sb)+2.5%Ag納米增強(qiáng)鉍基無鉛高溫焊料及其制備配制Bi-10Sb合金焊料20kg，并利用超聲霧化制粉技術(shù)將熔化的Bi-10Sb合金焊料霧化，并篩分分級(jí)，取3#粉(25-45um)975g;稱取銀的碎屑25g，倒入硝酸充分?jǐn)嚢?，使Ag完全溶解；將稱好的Bi-10Sb合金粉倒入制配好的AgN03溶液，攪拌，使溶液成為均勻的渾濁液，以防Bi-10Sb合金粉沉淀；在攪拌狀態(tài)下向渾濁液中逐漸加入足量氨水(lmol溶質(zhì))，使硝酸銀能夠完全形成絡(luò)合物(配合物(Ag(NH3)n+)溶液);向渾濁液中緩慢滴入過量的甲醛并繼續(xù)攪拌，將絡(luò)合物還原形成納米Ag粉和Bi-10Sb合金粉的均勻復(fù)合粉；將溶液倒入濾布過濾，并將過濾后的粉末均勻鋪好放入IO(TC保溫爐中，通氫氣烘干水分；稱取110g助焊劑，并放入烘干的(Bi-10Sb)+2.5%Ag納米增強(qiáng)鉍基無鉛高溫焊料粉中，充分?jǐn)嚢?，使之成均勻的流體，即制備出了高溫?zé)o鉛焊膏。將焊膏倒入焊膏盒中，放入冰箱儲(chǔ)藏備用。實(shí)施例3(Bi-10Sb-0.5Sn)+5%Ag納米增強(qiáng)鉍基無鉛高溫焊料及其制備配制Bi-10Sb-0.5Sn合金焊料50kg，并利用離心霧化制粉技術(shù)將熔化的Bi-lOSb-O.5Sn合金焊料霧化，并篩分分級(jí)，取3#粉(25-45um)950g;將稱好的Bi-lOSb-O.5Sn粉倒入0.463mol(78.7g溶質(zhì))的AgN03溶液，攪拌，使溶液成為均勻的渾濁液，以防Bi-10Sb-0.5Sn合金粉沉淀；在攪拌狀態(tài)下向渾濁液中逐漸加入稀NaOH和氨水的混合溶液，使硝酸銀能夠完全形成絡(luò)合物(配合物(Ag(NH3)n+)溶液)；在攪拌條件下向渾濁液中緩慢添加過量的葡萄糖溶液，將絡(luò)合物還原形成納米Ag粉和Bi-lOSb-O.5Sn合金粉的均勻復(fù)合粉；將溶液倒入濾布過濾，并將過濾后的粉末均勻鋪好放入6(TC的真空爐，烘干水分；稱取110g助焊劑，并放入烘干的(Bi-lOSb-O.5Sn)+5.0%Ag納米增強(qiáng)鉍基無鉛高溫焊料粉中，充分?jǐn)嚢?，使之成均勻的流體，即制備出了高溫?zé)o鉛焊膏。將焊膏倒入焊膏盒中，放入冰箱儲(chǔ)藏備用。實(shí)施例4(Bi-O.1Ge)+10%Sb+5%Ag納米增強(qiáng)鉍基無鉛高溫焊料及其制備配制Bi-O.1Ge合金焊料900g，純Sbl00g，砸碎后分別放入星形球磨罐的兩個(gè)小罐內(nèi)進(jìn)行球磨6h，取Bi-O.1Ge合金粉855g，Sb粉95g;將稱好的Bi-O.1Ge合金粉和Sb粉同步倒入0.463mol(78.7g溶質(zhì))的AgN03溶液，攪拌，使溶液成為均勻的渾濁液，以防Bi-O.1Ge合金粉及Sb粉沉淀；在攪拌狀態(tài)下向該渾濁液中逐漸加入氨水，使硝酸銀能夠完全形成絡(luò)合物(配合物(Ag(NH3)n+)溶液);在攪拌條件下向渾濁液中緩慢添加過量的水合肼溶液，將絡(luò)合物還原形成納米Ag粉+Bi-0.1Ge合金粉+Sb粉的均勻復(fù)合粉；將渾濁液倒入濾布過濾，并將過濾后的粉末均勻鋪好用氮?dú)獯碉L(fēng)，進(jìn)行風(fēng)干處理；稱取llOg助焊劑，并放入風(fēng)干的(Bi-0.lGe)+10%Sb+5.0%Ag納米增強(qiáng)鉍基無鉛高溫焊料粉中，充分?jǐn)嚢?，使之成均勻的流體，即制備出了高溫?zé)o鉛焊膏。將焊膏倒入焊膏盒中，放入冰箱儲(chǔ)藏備用。實(shí)施例5(Bi-0.lCu)+1%(Sn-lOSb-0.5Ge)+12%Ag納米增強(qiáng)鉍基無鉛高溫焊料及其制備配制Bi-0.lCu合金焊料2kg，機(jī)械球磨后篩取870g粉末；同時(shí)熔煉配制Sn-lOSb-0.5Ge合金焊料5kg，采用超聲霧化法制粉后篩取10g粉末；稱取銀的碎屑120g，倒入足量硝酸充分?jǐn)嚢瑁笰g完全溶解；將稱好的Bi-O.lCu合金粉和Sn-lOSb-0.5Ge合金粉末同步倒入制配好的AgN03溶液中，攪拌，使溶液成為均勻的渾濁液，以防Bi-O.lCu和Sn-lOSb-0.5Ge合金粉末間混合不均和產(chǎn)生沉淀；在攪拌狀態(tài)下向該渾濁液中逐漸加入足量氨水，使硝酸銀能夠完全形成絡(luò)合物(配合物(Ag(NH3)n+)溶液);在攪拌條件下向渾濁液中緩慢添加過量的水合肼溶液，將絡(luò)合物還原，形成依附于Bi-0.lCu粉和Sn-lOSb-0.5Ge粉表面的單質(zhì)納米Ag的均勻復(fù)合粉末；將渾濁液倒入濾布過濾，并將過濾后的濾餅均勻鋪好用氮?dú)獯碉L(fēng)，進(jìn)行風(fēng)干處理；稱取llOg助焊劑，并放入風(fēng)干的(Bi-0.lCu)+l%(Sn-lOSb-0.5Ge)+12%Ag焊料粉末中，充分?jǐn)嚢?，使之成均勻的流體，即制備出了高溫?zé)o鉛焊膏。將焊膏倒入焊膏盒中，放入冰箱儲(chǔ)藏備用。表1為實(shí)施例中銀納米增強(qiáng)鉍基無鉛高溫焊料與對(duì)比焊料性能比較。表2為本發(fā)明典型實(shí)例的納米增強(qiáng)鉍基無鉛高溫焊料的組分及熔點(diǎn)。圖3為本發(fā)明中典型的納米增強(qiáng)鉍基無鉛高溫焊料與BiAg2.5、SnPb90和SnPb95合金焊料的焊點(diǎn)鋪展對(duì)比圖，圖中12為Bi-2.5Ag焊點(diǎn)；13為本發(fā)明Bi+2.5%Ag焊點(diǎn)；14為Sn-90Pb焊點(diǎn)；15為Sn-95Pb焊點(diǎn)；16為Bi-2.5Ag焊點(diǎn)；17為本發(fā)明Bi+2.5%Ag焊點(diǎn)；18為Sn-90Pb焊點(diǎn)；19為Sn-95Pb焊點(diǎn)。圖a為Cu基板、圖b為Ni基板，實(shí)驗(yàn)過程按照日本JIS標(biāo)準(zhǔn)將0.22+0.OOlg的各種焊膏分別放在純度為99.9%的紫銅板和純Ni板上，在35(TC恒溫電熱板上保溫90s，空冷后用數(shù)碼相機(jī)拍攝。實(shí)驗(yàn)前，銅板和鎳板用砂紙細(xì)磨，再用丙酮擦洗去除油污，并在10%HC1中浸蘸5s去除表面氧化膜，再用去離子水充分沖洗。從圖可以看出無論在Cu基板和Ni基板上，BiAg2.5合金焊料的鋪展性相比同樣組分的本發(fā)明所述納米增強(qiáng)鉍基復(fù)合粉(Bi+2.5%Ag)焊料均差些，而本發(fā)明的實(shí)施例(Bi+2.5%Ag)無鉛高溫焊料的鋪展性可以與SnPb90和SnPb95相比，并且焊點(diǎn)表面外觀圓整、飽滿。這說明本發(fā)明納米增強(qiáng)鉍基無鉛高溫焊料比同組分的合金焊料具有更好的可焊性，從而能夠減少Bi基無鉛高溫焊料焊接時(shí)短路、孔洞等缺陷的發(fā)生，并能夠提升結(jié)合強(qiáng)度。表l實(shí)施例中納米增強(qiáng)鉍基無鉛高溫焊料與對(duì)比焊料性能<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>權(quán)利要求一種納米增強(qiáng)鉍基無鉛高溫焊料，其特征在于包含銀納米粉和鉍粉或鉍、銻的混合粉或合金粉，其中銀納米粉占2～12wt％。2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的納米增強(qiáng)鉍基無鉛高溫焊料，其特征在于所述的鉍、銻的混合粉或合金粉中，鉍含量^80wt^，銻含量《20wt%。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的納米增強(qiáng)鉍基無鉛高溫焊料，其特征在于還包含總量不超過1%的Sn、In、Cu、Zn、Ge、Au或Ni元素中的一種或幾種。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的納米增強(qiáng)鉍基無鉛高溫焊料，其特征在于所述的銀納米粉和鉍粉或鉍、銻的混合粉或合金粉形成均勻復(fù)合體。5.—種納米增強(qiáng)鉍基無鉛高溫焊料的制備方法，包括下列步驟(1)稱取鉍基粉末，可以采用機(jī)械破碎或介質(zhì)霧化等任何已知制粉技術(shù)；(2)將定量的鉍基粉末均勻?qū)刖哂袛嚢柩b置的硝酸銀溶液中，使硝酸銀溶液中所含的銀為銀和鉍基粉末總重量的212%，不斷攪拌，得到均勻的渾濁液；(3)稱取相對(duì)硝酸銀過量的氨水或其他能夠與銀絡(luò)合的物質(zhì)，并將它緩慢的添加至步驟(2)所得的渾濁液中，使銀離子完全形成絡(luò)合物或配合物；(4)在不斷攪拌條件下緩慢添加還原劑，將絡(luò)合物還原，形成納米銀粉和鉍基粉末的均勻復(fù)合體粉末；(5)過濾，所得濾餅在保護(hù)狀態(tài)下烘干、吹干或晾干，即得納米增強(qiáng)鉍基無鉛高溫焊料。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的納米增強(qiáng)鉍基無鉛高溫焊料的制備方法，其特征在于所述的鉍基粉末包含鉍粉或鉍、銻的混合粉或合金粉。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的納米增強(qiáng)鉍基無鉛高溫焊料的制備方法，其特征在于所述的鉍、銻的混合粉或合金粉中，鉍含量^80wt^，銻含量《20wt%。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的納米增強(qiáng)鉍基無鉛高溫焊料的制備方法，其特征在于所述的鉍基粉末中還包含總量不超過1%的Sn、In、Cu、Zn、Ge、Au或Ni元素中的一種或幾種。9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的納米增強(qiáng)鉍基無鉛高溫焊料的制備方法，其特征在于步驟(4)中所述的還原劑為水合肼、葡萄糖或甲醛。10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的納米增強(qiáng)鉍基無鉛高溫焊料的制備方法，其特征在于步驟(5)中，所得濾餅在真空狀態(tài)或氫氣、惰性氣體保護(hù)狀態(tài)下烘干、吹干或晾干。全文摘要本發(fā)明涉及一種納米增強(qiáng)鉍基無鉛高溫焊料及其制備方法，屬于無鉛焊料的制造
技術(shù)領(lǐng)域：
。包含銀納米粉和鉍粉或鉍、銻的混合粉或合金粉；其中銀納米粉占2～12wt％。先制取鉍粉(或鉍/銻粉)，然后將定量配比的鉍粉(或鉍/銻粉)均勻?qū)刖哂袛嚢柩b置的硝酸銀溶液，通過添加氨水，形成銀氨配合物，然后將絡(luò)合物還原形成納米Ag粉和Bi粉(或鉍/銻粉)的均勻復(fù)合體。該高溫?zé)o鉛焊料能夠改善Bi-Ag(或Bi-Sb-Ag)系合金焊料的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性差等問題，在焊接及使用過程中具有強(qiáng)度高、服役壽命長、密封性好、焊點(diǎn)圓暈光亮等優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)粉末間的不同組成可制配成260-380℃任意熔點(diǎn)的高溫焊料，用于替代電子封裝用高Pb焊料。文檔編號(hào)B23K35/28GK101745752SQ200910241948公開日2010年6月23日申請(qǐng)日期2009年12月17日優(yōu)先權(quán)日2009年12月17日發(fā)明者張富文,徐駿,胡強(qiáng),賀會(huì)軍申請(qǐng)人:北京有色金屬研究總院;北京康普錫威焊料有限公司