專利名稱：制造具有高導(dǎo)熱性和高導(dǎo)電性的軟釬焊的材料和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的說來涉及材料技術(shù)領(lǐng)域，更具體地涉及具有改進(jìn)的熱和電性能的焊料組合物，及其生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
在任何涉及電能的電路中，一個(gè)主要的設(shè)計(jì)目的是降低組件的溫度，提高可靠性，降低成本以及改善操作性。許多集成電路(“ICs”)-包括例如雙列直插式塑料封裝 ICs-具有非傳導(dǎo)性的形狀以直接扣緊底盤。IC的封裝方法成為一個(gè)限制因素，因?yàn)榉庋b部分(package)承擔(dān)了負(fù)載高電流密度以及高熱載荷的功能。在某些情況下，封裝的設(shè)計(jì)限制在于IC與封裝部分之間的界面，其本身被所用的制造方法所限制。一個(gè)原因是獲得優(yōu)良性能的最佳界面材料是同時(shí)具有高導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性的材料(如銅或金)。然而，這些材料具有的熔點(diǎn)也遠(yuǎn)高于IC可耐受的制造溫度。因而，通常采用低熔點(diǎn)的焊料來形成界面結(jié)合部位。但是，這些焊料不具備移除熱和電子、以及界面材料本身的能力，因此限制了封裝的潛在性能。本領(lǐng)域中仍然需要具有改進(jìn)的導(dǎo)電和導(dǎo)熱性、以及足夠低的熔點(diǎn)以防止焊接過程中損壞IC的軟釬焊(solder joint)。通過減少焊料涂層的厚度，可以提高傳導(dǎo)性能。除采用的制造方法外，焊料涂層的厚度還受到IC和封裝部分的耐受能力的限制。因而，本領(lǐng)域中仍然需要能夠?yàn)镮C應(yīng)用提供最小的焊料涂層厚度的軟釬焊。

發(fā)明內(nèi)容
通過將焊接材料與高傳導(dǎo)性(熱和電)材料結(jié)合，可以形成復(fù)合材料，與單獨(dú)使用焊料相比，其可以在較低的溫度下進(jìn)行焊接且具有提高的導(dǎo)熱和導(dǎo)電性。本發(fā)明提供了粉末混合物或復(fù)合粉末，將其進(jìn)料給動(dòng)態(tài)噴涂設(shè)備，朝基體或部件加速(accelerate)以形成具有優(yōu)于常規(guī)焊料的熱和電性能的復(fù)合焊料。以這種方式建立焊料涂層的其他優(yōu)點(diǎn)包括低氧化物含量以提高后續(xù)的可焊接性，對(duì)沉積厚度的良好控制，對(duì)沉積化學(xué)的良好控制，以及最后生產(chǎn)制造的高速率。本發(fā)明一方面提供了一種用于動(dòng)態(tài)(kinetic)噴涂的粉末混合物，其包含具有兩部分的焊料金屬基質(zhì)(1) 一種或多種如下材料錫-銀-銅(Sn-Ag-Cu)、錫-銅(Sn-Cu)、 錫-銅-鎳(Sn-Cu-Ni)、錫-銀(Sn-Ag)、錫-銀-鉍(Sn-Ag-Bi)、錫-鉍-銦(Sn-Bi-In)、 錫-金(Au-Sn)、錫-鋅(Sn-Zn)、錫-鋅-鉍(Sn-Zn-Bi)、錫-鉍-銀(Sn-Bi-Ag)、錫(Sn)、 錫-銦(Srrfn)JB an)、銦-銀(In-Ag)和錫-鉛(Sn-Pb)；以及⑵具有高導(dǎo)熱和導(dǎo)電性的填充材料，為如下材料的一種或多種銅(Cu)、金(Au)、鎳(Ni)、鎳-金(Ni-Au)、碳、銀 (Ag)、鋁(Al)、鉬(Mo)、鎳(Ni)或鎳-金(Ni-Au)涂敷的碳、鉬族金屬(PGM' s)，以及它們的合金。本發(fā)明的另一方面提供了制造粉末混合物的方法。所述方法包括提供焊接金屬基質(zhì)材料以及提供填充材料的步驟，所述焊接金屬基質(zhì)材料由一種或多種如下材料制成錫-銀-銅(Sn-Ag-Cu)、錫-銅(Sn-Cu)、錫-銅-鎳(Sn-Cu-Ni)、錫-銀(Sn-Ag)、 錫-銀-鉍(Sn-Ag-Bi)、錫-鉍-銦(Sn-Bi-h)、錫-金(Au-Sn)、錫-鋅(Sn-Zn)、錫-鋅-鉍 (Sn-Zn-Bi)、錫-鉍-銀(Sn-Bi-Ag)、錫(Sn)、錫-銦(Sn-In)、銦(In)、銦-銀(In-Ag) 禾口錫-鉛(Sn-Pb)-然而"Restriction of the Use of Certain Hazerdous Substances in Electrical and Electronic Equipment”(RoHS)的歐洲議會(huì)指令 2002/95/EC 中已經(jīng)通過立法規(guī)定從焊料中去除鉛，由于電子工業(yè)的全球性其將在世界范圍內(nèi)采用；所述填充材料(filler material)由一種或多種如下材料制成銅(Cu)、金(Au)、鎳(Ni)、鎳-金 (Ni-Au)、碳、銀(Ag)、鋁(Al)、鉬(Mo)、鎳(Ni)或鎳-金(Ni-Au)涂敷的碳、鉬族金屬 (PGM’ s)，以及它們的合金。隨后，將所述基質(zhì)材料和填充金屬(釬料，filler metal)分別形成粉末顆粒。最后，將所述焊接金屬基質(zhì)材料粉末顆粒與填充金屬粉末顆粒混合至用于噴涂所需的比例。本發(fā)明的又一方面提供了用于動(dòng)態(tài)噴涂的復(fù)合粉末顆粒，該顆粒具有內(nèi)部組分和外部組分，所述內(nèi)部組分包括由以下一種或多種材料組成的具有高導(dǎo)熱和導(dǎo)電性的填充金屬銅(Cu)、金(Au)、鎳(Ni)、鎳-金(Ni-Au)、碳、銀(Ag)、和鉬(Mo)；所述外部組分包括由以下一種或多種材料組成的焊接金屬基質(zhì)錫-銀-銅(Sn-Ag-Cu)、錫-銅(Sn-Cu)、 錫-銅-鎳(Sn-Cu-Ni)、錫-銀(Sn-Ag)、錫-銀-鉍(Sn-Ag-Bi)、錫-鉍-銦(Sn-Bi-In)、 錫-金(Au-Sn)、錫-鋅(Sn-Zn)、錫-鋅-鉍(Sn-Zn-Bi)、錫-鉍-銀(Sn-Bi-Ag)、錫(Sn)、 錫-銦(Sn-In)JB an)、銦-銀(In-Ag)或錫-鉛(Sn-Pb)?？蛇x擇地，所述內(nèi)部組分可為一種或多種基于鋁(Al)、鉬(Mo)、銅(Cu)、金(Au)、銀(Ag)、鎳(Ni)或鎳-金(Ni-Au)涂敷的碳(通常為石墨、金剛石或碳納米管-SWNT)、或鉬族金屬(PGM’ s)的合金。本發(fā)明的再一方面提供了制造所述復(fù)合粉末的方法。所述制造方法包括提供內(nèi)部顆粒組分的步驟，該組分由具有高導(dǎo)熱和導(dǎo)電性的填充金屬制成，如銅(Cu)、金(Au)、 鎳(Ni)、鎳-金(Ni-Au)、碳、銀(Ag)、鉬(Mo)、以及它們的任意合金之中的一種或多種。 然后，將該內(nèi)部組分形成為粉末顆粒。提供外部組分，該組分由一種或多種如下材料制成錫-銀-銅(Sn-Ag-Cu)、錫-銅(Sn-Cu)、錫-銅-鎳(Sn-Cu-Ni)、錫-銀(Sn-Ag)、 錫-銀-鉍(Sn-Ag-Bi)、錫-鉍-銦(Sn-Bi-h)、錫-金(Au-Sn)、錫-鋅(Sn-Zn)、錫-鋅-鉍 (Sn-Zn-Bi)、錫-鉍-銀(Sn-Bi-Ag)、錫(Sn)、錫-銦(Sn-In)、銦(In)、銦-銀(In-Ag)或錫-鉛(Sn-Pb)。最后，用電化學(xué)方法、化學(xué)方法、物理蒸汽沉積(PVD)或機(jī)械覆層法中的一種或多種將外部組分沉積到內(nèi)部組分上。在本發(fā)明的其它方面，提供了應(yīng)用復(fù)合焊料(solder material)的方法。所述方法包括如下步驟提供粉末材料，該材料包括固體金屬基質(zhì)材料和填充材料，其中每種材料均與如上所述的材料組成相一致；將所述粉末材料供應(yīng)給動(dòng)態(tài)噴涂設(shè)備；以及在低于或等于環(huán)境壓力的條件下將所述粉末材料通過收斂-擴(kuò)散噴嘴噴涂到基體上。


附圖用于提供對(duì)本發(fā)明的更深入的理解，并引入和構(gòu)成本說明書的一部分。所述附圖描述了本發(fā)明的實(shí)施方案，其與文字說明一起用于解釋本發(fā)明的原理。在附圖中圖1為適用于本發(fā)明使用的典型動(dòng)態(tài)噴涂系統(tǒng)的示意圖；圖2顯示了生產(chǎn)本發(fā)明的粉末混合物的方法的流程圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施方案的復(fù)合粉末顆粒的示意圖；圖4顯示了生產(chǎn)本發(fā)明的復(fù)合粉末顆粒的方法的流程圖；圖5為本發(fā)明一實(shí)施方案的應(yīng)用的焊料涂層在焊接前的示意圖；圖6為本發(fā)明一實(shí)施方案的應(yīng)用的焊料涂層在焊接后的示意圖；圖7提供了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施方案將焊料涂層應(yīng)用到基體上的流程圖。
具體實(shí)施例方式以下將具體參照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，其實(shí)例在附圖中進(jìn)行了描述。本發(fā)明的復(fù)合材料可用在動(dòng)態(tài)噴涂系統(tǒng)中。圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明進(jìn)行使用的動(dòng)態(tài)噴涂系統(tǒng)10。系統(tǒng)10包括動(dòng)態(tài)噴槍12，其與工件14 一起安放在中空的真空罐16內(nèi)部。 動(dòng)態(tài)噴槍12相對(duì)工件14放置，以引導(dǎo)噴霧110至工件14上。工件14可安放在工件操作裝置20上，該操作裝置穿過真空罐16的壁安裝并延伸進(jìn)入真空罐16的內(nèi)部。如圖1的典型系統(tǒng)10中所示，動(dòng)態(tài)噴槍12響應(yīng)高壓主氣流和粉末氣體而產(chǎn)生冷噴霧以引導(dǎo)至工件14上，該粉末氣體攜帶有本發(fā)明的復(fù)合粉末100。由第一氣體供應(yīng)源 (supply)通過主氣體管線觀向動(dòng)態(tài)噴槍12提供主氣流，該第一氣體供應(yīng)源為貯存容器30 的形式。貯存容器30中的氣體可以是例如氦、氬、氮或空氣。通過第二氣體供應(yīng)源或貯存容器32并組合粉末進(jìn)料裝置34在氣體流中提供復(fù)合粉末100。第二氣體貯存容器32提供了粉末氣體流(例如氦、氬、氮或空氣)，其流經(jīng)延伸通過粉末進(jìn)料裝置34的粉末氣管線 36。粉末進(jìn)料裝置34將復(fù)合粉末100給料入粉末氣管線36內(nèi)的氣體流中，以向動(dòng)態(tài)噴槍 12供應(yīng)粉末。來自第一氣體貯存容器30的氣體流經(jīng)主氣體管線觀至動(dòng)態(tài)噴槍12的輸入端38。 從輸入端38，所述氣體流經(jīng)可選的加熱線圈(未示出)至動(dòng)態(tài)噴槍12的與輸入端38相對(duì)一端的噴嘴40。粉末進(jìn)料裝置34將復(fù)合粉末100進(jìn)料入流經(jīng)粉末氣體管線36的粉末氣體流。當(dāng)氣體通過粉末進(jìn)料裝置34時(shí)，來自供應(yīng)源32的氣體與復(fù)合粉末100混合，以提供粉末和氣體的混合物。可改變來自供應(yīng)源32的氣體與粉末100的比例，以滿足所需應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。 如圖1所示，粉末氣體管線36延伸穿過真空罐16的壁至沿著動(dòng)態(tài)噴槍12的連接點(diǎn)48。在動(dòng)態(tài)噴槍12內(nèi)部，氣體和粉末被引導(dǎo)通過噴嘴40并加速至基體工件14上。本發(fā)明的復(fù)合粉末100包括用在例如上述參照?qǐng)D1所述的動(dòng)態(tài)噴涂系統(tǒng)中的填充材料和焊接金屬基質(zhì)。所述焊接基質(zhì)由低熔點(diǎn)焊接材料如錫-銀-銅(Sn-Ag-Cu)、錫-銅 (Sn-Cu)、錫-銅-鎳(Sn-Cu-Ni)、錫-銀(Sn-Ag)、錫-銀-鉍(Sn-Ag-Bi)、錫-鉍-銦 (Sn-Bi-In)、錫-金(Au-Sn)、錫-鋅(Sn-Zn)、錫-鋅-鉍(Sn-Si-Bi)、錫-鉍-銀 (Sn-Bi-Ag) JM (Sn)、錫-銦(Sn-In)JB (In)、銦-銀(In-Ag)或錫-鉛(Sn-Pb)構(gòu)成。要求所述基質(zhì)具有低的熔融溫度、熔化后具有良好的流動(dòng)性，且必須能潤濕填料和界面金屬。 所述焊接金屬基質(zhì)也可以為溶入填充材料中的合金。所述焊接金屬基質(zhì)可占總涂層的約 10-90體積％，通常的焊接金屬基質(zhì)組分為約20-40體積％，以在最大化填充材料的優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)適當(dāng)?shù)馗采w該填充材料。
復(fù)合粉末100的填充材料由同時(shí)具有高導(dǎo)熱性和高導(dǎo)電性的軟金屬或金屬合金構(gòu)成。該填充材料具有高于焊接基質(zhì)的熔點(diǎn)，且必須能被所述焊接金屬基質(zhì)潤濕。可選擇地，該焊接金屬基質(zhì)能溶入所述填充金屬中形成冶金接合。所述填充材料(如金屬或石墨、 金剛石或碳納米管-SWNT形式的碳)可由任何相對(duì)較軟且高傳導(dǎo)性的金屬或合金構(gòu)成。符合這些要求的金屬體系包括銅(Cu)、金(Au)、鎳(Ni)、鎳-金(Ni-Au)、碳(通常為石墨、金剛石或碳納米管-SWNT形式)和銀(Ag)或它們的任意合金組合。其它可能的金屬合金體系是基于鋁、鉬、鎳或鉬族金屬(PGM’ s)的合金。所述填充材料可占涂層的約10-90體積％， 通常的組成為約60-80體積％，以最大化使用具有高導(dǎo)熱和導(dǎo)電性的金屬體系所帶來的好處。用于復(fù)合粉末100的金屬可通過多種方法制造。通常，因?yàn)閯?dòng)態(tài)噴涂設(shè)備通過將球形粉末以非常高的速度輸送至部件來實(shí)現(xiàn)其功能，因此用于動(dòng)態(tài)噴涂生產(chǎn)的金屬以粉末形式輸送。圖2顯示了生產(chǎn)本發(fā)明的復(fù)合粉末混合物的方法的流程圖。在步驟SlOl和S103 中，分別提供用于固體金屬基質(zhì)和填充材料的基礎(chǔ)材料。在步驟S105中，將基礎(chǔ)固體金屬基質(zhì)材料形成為粉末顆粒。生產(chǎn)粉末的最常用形式是氣體霧化，制得光滑的球形粉末。形成粉末的其它方法包括且不限于水霧化或化學(xué)沉淀。金屬基質(zhì)粉末顆粒的尺寸小于約90 微米且大于約5微米，且必須基本上能自由流動(dòng)(如顆粒沒有彼此粘合)。類似地，在步驟 S107中，將所述填充材料形成為粉末顆粒。用于填充材料的步驟S107的粉末成型方法可采用，但不是必須采用，與步驟S105中所用相同的粉末成型技術(shù)，可采用氣體霧化、水霧化或化學(xué)沉淀中的任何方法。填充材料粉末顆粒的尺寸低于約90微米且大于約5微米，且必須基本上能自由流動(dòng)。氣體霧化過程可在惰性氣氛或真空下進(jìn)行。使用惰性氣氛或真空來霧化的優(yōu)點(diǎn)是可在所產(chǎn)生的粉末中實(shí)現(xiàn)低的氧含量，當(dāng)對(duì)沉積的涂層進(jìn)行焊接時(shí)這一點(diǎn)非常重要。如圖2的步驟S109所示，在噴涂前使用諸如V-混合器的裝置將兩種粉末組分以所需比例混合。當(dāng)所述兩種粉末組分從噴槍噴嘴噴出時(shí)，由于密度、導(dǎo)熱性和熱容的不同，它們可顯示出不同的溫度和速度。根據(jù)焊接金屬基質(zhì)粉末和填充材料粉末的飛行 (in-flight)特性，可調(diào)整混合比例以使所得涂層具有所需體積分?jǐn)?shù)的組分。在另一實(shí)施方案中，可采用兩種粉末組分的共注射以替代獨(dú)立的混合步驟。生產(chǎn)所述粉末的另一選擇是產(chǎn)生復(fù)合粉末顆粒，從而可避免混合和進(jìn)料過程中存在的生產(chǎn)問題，如粉末分離。圖3提供了本發(fā)明的復(fù)合粉末顆粒的示意圖。圖3顯示，顆粒 120包括被焊接金屬基質(zhì)122外殼包圍的填充材料124。填充材料所占的體積為約50-90 %， 優(yōu)選約60-80 %。復(fù)合粉末顆粒的尺寸小于約90微米，且大于約5微米，且必須基本上能自
由流動(dòng)。圖4顯示了生產(chǎn)本發(fā)明的復(fù)合粉末顆粒的方法的流程圖。在步驟S131和S133中， 分別提供用于填充材料和固體金屬基質(zhì)的基礎(chǔ)材料。在步驟S135中，將所述填充材料形成為粉末顆粒。如以上參照?qǐng)D2所述，可采用氣體霧化、水霧化或化學(xué)沉淀中的任何方法來形成所述填充材料粉末。為了產(chǎn)生有用的復(fù)合粉末顆粒，在步驟137中，用適合的技術(shù)將所述焊接金屬基質(zhì)材料沉積到填充材料顆粒上。用于實(shí)現(xiàn)步驟S137中的包封的適合方法包括電化學(xué)方法、物理氣相沉積(PVD)或機(jī)械覆層法。參照?qǐng)D1和7，動(dòng)態(tài)噴涂包括將復(fù)合粉末顆粒100朝向基體(如工件14)加速至非常高的速度，大大高于音速。圖7提供了向基體上產(chǎn)生焊料涂層的流程圖。在步驟151中， 提供用于動(dòng)態(tài)噴涂系統(tǒng)的復(fù)合粉末100。對(duì)圖1所示的系統(tǒng)配置，粉末可以預(yù)混合的粉末或復(fù)合顆粒的形式提供。在另一實(shí)施方案中，在步驟S153中對(duì)粉末進(jìn)行預(yù)熱。在另一實(shí)施方案中，可將復(fù)合粉末100的固體金屬基質(zhì)和填充材料粉末組分分別給料進(jìn)入動(dòng)態(tài)噴槍12， 并在顆粒通過動(dòng)態(tài)噴槍12的時(shí)候?qū)崿F(xiàn)混合。在步驟S155中將復(fù)合粉末100注入動(dòng)態(tài)噴涂設(shè)備12中。通過注入高速氣流中將復(fù)合粉末100加速至超音速。在動(dòng)態(tài)噴涂設(shè)備12中通過對(duì)氣體加壓隨后使其膨脹通過適當(dāng)尺寸的收斂-擴(kuò)散噴嘴40來對(duì)氣體進(jìn)行加速。輸入和輸出壓力以及噴嘴40的尺寸和氣流決定了氣體的出口速度。出口壓力可以是環(huán)境壓力或任何低于環(huán)境壓力的壓力。這些條件在如名稱為“低壓冷噴涂的方法和設(shè)備”的美國專利第6，759，085號(hào)中所述，通?？蓱?yīng)用于本發(fā)明。粉末100在注入噴嘴后，在步驟S155中，其以噴霧110的形式輸送至基體14。在碰撞時(shí)粉末100的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能，與基體14或預(yù)先沉積的材料形成機(jī)械結(jié)合，從而形成涂層。以這種方式可以形成非常密集的涂層，而不會(huì)象其它噴射沉積形式如等離子噴涂、火焰噴涂或高速氧燃料(oxy-fuel) (HVOF)噴涂中那樣，在飛行的粉末內(nèi)產(chǎn)生熱反應(yīng)。這種焊料涂層的例子如圖5所示，顯示了本發(fā)明實(shí)施方案的應(yīng)用的焊料涂層在焊接前的示意圖。 在圖5中，涂層140結(jié)合到基體14上，該涂層包含密集充填的填充材料顆粒124，其基本被焊接金屬基質(zhì)122所包圍。在該復(fù)合焊料涂層中可存在至多1體積％的孔隙126，其將在焊接步驟過程中消失。動(dòng)態(tài)噴涂方法的使用相比高溫?zé)釃娡肯到y(tǒng)提供了如下優(yōu)點(diǎn)，即抑制了飛行過程中的熱反應(yīng)。這意味著可使用通常在噴涂過程中會(huì)在彼此間或與環(huán)境之間發(fā)生反應(yīng)的金屬的復(fù)合涂層，從而可獲得熔點(diǎn)差別很大的金屬的復(fù)合涂層。在本發(fā)明中將低熔點(diǎn)的焊接基質(zhì)與高熔點(diǎn)的填充材料共噴涂(co-spraying)就是這種情況。一旦沉積了焊料涂層，可使用適合的技術(shù)，例如SMT(表面貼裝技術(shù))回流或波動(dòng)焊接來對(duì)其進(jìn)行焊接。相對(duì)于對(duì)其它焊料進(jìn)行焊接，本發(fā)明涂層的優(yōu)點(diǎn)在于其同時(shí)具有低氧化物含量和高密度，從而能形成一致的焊接結(jié)合部位。也可以通過選擇可溶于彼此的填充材料與焊接金屬基質(zhì)的組合，如銅和銦，來形成擴(kuò)散接合。在某些情況下，可以在低于焊接材料的熔點(diǎn)的溫度下實(shí)現(xiàn)結(jié)合。已焊接的結(jié)合部位的涂層結(jié)構(gòu)的例子如圖6所示，顯示了本發(fā)明實(shí)施方案的應(yīng)用的焊料涂層150在焊接后的示意圖。涂層150結(jié)合至基體14，該涂層包含密集充填的填充材料顆粒124，其基本被焊接金屬基質(zhì)122所包圍。IC封裝200通過焊料涂層150接合至基體14。雖然，本文顯示和描述了本發(fā)明的代表性的實(shí)施方案，本領(lǐng)域所屬技術(shù)人員可以理解這些實(shí)施方案僅以示例的方式提供。在不偏離申請(qǐng)人在本文公開的發(fā)明范圍的情況下，各種非實(shí)質(zhì)性的改變、變化和替代對(duì)本領(lǐng)域所屬技術(shù)人員而言是顯而易見的。因此，本發(fā)明僅受授權(quán)后的權(quán)利要求的精神和范圍的限制。
權(quán)利要求
1.用于動(dòng)態(tài)噴涂的粉末混合物，基本上由如下成分組成一種或多種如下材料錫-銀-銅、錫-銅、錫-銅-鎳、錫-銀、錫-銀-鉍、錫-鉍-銦、 錫-金、錫-鋅、錫-鋅-鉍、錫-鉍-銀、錫、錫-銦、銦、銦-銀和錫-鉛；以及具有高導(dǎo)熱和導(dǎo)電性的填充材料，其具有如下材料的一種或多種銅、金、鎳、鎳-金、 碳、銀、鋁、鉬、鎳或鎳-金涂敷的碳、鉬族金屬以及它們的合金，其中所述焊接金屬基質(zhì)的體積分?jǐn)?shù)為10-90%，且所述填充材料的體積分?jǐn)?shù)為 10-90%。
2.如權(quán)利要求1所述的粉末混合物，其中所述粉末能自由流動(dòng)，且所述混合的粉末顆粒的尺寸小于90微米且大于5微米。
3.如權(quán)利要求1所述的粉末混合物，其中所述焊接金屬基質(zhì)的體積分?jǐn)?shù)為20-40%，且所述填充材料的體積分?jǐn)?shù)為60-80%，其中所述粉末能自由流動(dòng)，且所述混合的粉末顆粒的尺寸小于90微米且大于5微米。
4.用于動(dòng)態(tài)噴涂的復(fù)合粉末顆粒，其基本上由如下成分組成包含填充材料的具有高導(dǎo)熱和導(dǎo)電性的內(nèi)部組分，該填充材料具有如下材料中的一種或多種銅、金、鎳、鎳-金、碳、銀、鋁、鉬、鎳或鎳-金涂敷的碳、鉬族金屬以及它們的合金； 和包含焊接金屬基質(zhì)的外部組分，該焊接金屬基質(zhì)具有一種或多種如下材料 錫-銀-銅、錫-銅、錫-銅-鎳、錫-銀、錫-銀-鉍、錫-鉍-銦、錫-金、錫-鋅、錫-鋅-鉍、 錫-鉍-銀、錫、錫-銦、銦、銦-銀和錫-鉛。
5.如權(quán)利要求4所述的復(fù)合粉末顆粒，其中所述復(fù)合粉末顆粒的尺寸小于90微米且大于5微米。
全文摘要
本發(fā)明涉及制造具有高導(dǎo)熱性和高導(dǎo)電性的軟釬焊的材料和方法，提供了粉末混合物或復(fù)合粉末，將其進(jìn)料給動(dòng)態(tài)噴涂設(shè)備，朝基體或部件加速以形成具有優(yōu)于常規(guī)焊料的熱和電性能的復(fù)合焊料。以這種方式建立焊料涂層的其他優(yōu)點(diǎn)包括低氧化物含量以提高后續(xù)的可焊接性，對(duì)沉積厚度的良好控制，對(duì)沉積化學(xué)的良好控制，以及最后生產(chǎn)制造的高速率。
文檔編號(hào)B23K35/22GK102152019SQ201110060809
公開日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2007年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月13日
發(fā)明者J·C·多斯伯格, R·K·施米德 申請(qǐng)人:蘇舍美特科(美國)公司