專利名稱：：熱致液晶聚合物增強(qiáng)的錫銀基無鉛復(fù)合釬料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于無鉛復(fù)合釬料制造
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種熱致液晶聚合物增強(qiáng)的錫銀基無鉛復(fù)合釬料及其制備方法。
背景技術(shù)：
：目前，新型電子封裝用無鉛釬料已成為各國研究的熱點。隨著微電子行業(yè)對連接釬焊接頭可靠性要求的不斷增長，要求無鉛釬料必須具有高強(qiáng)度的特征，以確保其服役過程的可靠性和穩(wěn)定性。近些年來，國內(nèi)外已經(jīng)研究開發(fā)出多種無鉛復(fù)合釬料合金。目前最有代表性的無鉛釬料合金主要為富Sn基合金，如Sn-Cu、Sn-Ag、Sn-Zn二元合金，以及Sn-Ag-Cu、Sn-Ag-Bi等三元系合金或多元合金。Sn-3.5Ag二元共晶合金，因其較好的釬焊工藝性能、良好的力學(xué)性能，已成為國際公認(rèn)的最有應(yīng)用前景的無鉛釬料合金。但是，現(xiàn)有的無鉛釬料合金尚不能滿足性能要求，為了進(jìn)一步提高無鉛釬料的綜合性能，特別是使其具有更高的力學(xué)性能和可靠性，一般采用如下兩種方法一種是"合金化法"，即將Cu、Ni等合金元素添加到基體釬料中形成多元合金；另一種是將增強(qiáng)顆粒添加到基體中制備"復(fù)合釬料"，以提高釬料的力學(xué)性能和抗蠕變性能(如，CN1621194A)。但在以往的復(fù)合釬料中，增強(qiáng)顆粒往往不能與基體產(chǎn)生良好的結(jié)合，在起到強(qiáng)化作用的同時，也往往會降低釬料本身的性能，如工藝性能和可靠性。而添加到釬料中的增強(qiáng)相顆粒應(yīng)滿足以下要求與基體有很好的連接；在正常再流的條件下，與熔化釬料的相溶性較好；能在基體中均勻地分散；且具有理想的尺寸。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，而提供一種熱致液晶聚合物增強(qiáng)的錫銀基無鉛復(fù)合釬料及其制備方法。本發(fā)明所發(fā)明的無鉛復(fù)合釬料具有良好的潤濕工藝性能和力學(xué)性能，且制備工藝簡單。本發(fā)明所提供的熱致液晶聚合物增強(qiáng)的錫銀基無鉛復(fù)合釬料，由Sn-3,5Ag4f料膏和熱致液晶聚合物增強(qiáng)顆粒組成，其中，4干料膏所占重量百分比為98-99.7%，增強(qiáng)顆粒所占重量百分比為0.3-2%;所述的釬料膏為市售Sn-3.5Ag釬料膏，其中釬料所占的重量百分比為85°/。，釬劑所占的重量百分比為15%;所述的增強(qiáng)顆粒為聚乙二醇雙4-羰苯-臨聯(lián)曱苯酰胺熱致液晶聚合物。本發(fā)明所提供的熱致液晶聚合物增強(qiáng)的錫銀基無鉛復(fù)合釬料的制備方法包括以下步驟將聚乙二醇雙4-羰苯-臨聯(lián)曱苯酰胺熱致液晶聚合物添加到Sn-3.5Ag釬料膏中，攪拌均勻，制得熱致液晶聚合物增強(qiáng)的錫銀基無鉛復(fù)合釬料；復(fù)合釬料中，釬料膏所占重量百分比為98-99.7%,增強(qiáng)顆粒所占重量百分比為0.3-2%;釬料膏由重量百分比為85%的Sn-3.5Ag釬料和15%的釬劑組成。其中，所述的增強(qiáng)顆粒聚乙二醇雙4-羰苯-臨聯(lián)曱苯酰胺熱致液晶聚合物可采用文獻(xiàn)WenXiongZhang;FukujiHigashi.JournalofPolymerScience:PartA:PolymerChemistry,1993,31，2935-2940中報道的方法制得。本發(fā)明具有以下優(yōu)點本發(fā)明所選用的聚乙二醇雙4-羰苯-臨聯(lián)曱苯酰胺熱致液晶聚合物增強(qiáng)顆粒的液晶態(tài)熔化溫度區(qū)間與傳統(tǒng)Sn-Ag共晶釬料合金基體的熔點接近，因此該聚合物增強(qiáng)顆?？梢院芎玫嘏c基體結(jié)合，所制備的復(fù)合釬料的潤濕性能良好，剪切強(qiáng)度高，力學(xué)性能優(yōu)秀。圖1、實施例2制備的熱致液晶聚合物增強(qiáng)的錫4艮基無鉛復(fù)合4f料的內(nèi)部顯微組織。圖2、對比例中的Sn-Ag共晶釬料合金的內(nèi)部顯微組織。從圖1和2中可以看出，Sn-Ag共晶釬料界面組織細(xì)小，而添加聚乙二醇雙4-羰苯-臨聯(lián)曱苯酰胺聚合物的釬料顯微組織晶界組織明顯，說明所添加的聚合物增強(qiáng)顆粒存在于晶界組織中，從微觀角度揭示所添加的增強(qiáng)顆粒會提高復(fù)合釬料的力學(xué)性能。以下結(jié)合附表和具體實施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。具體實施例方式下述實施例中復(fù)合釬料的熔化特性實驗采用差熱分析儀(DSC)測定，復(fù)合釬料的用量為10mg，樣品室通入高純氮氣作為保護(hù)氣氛，加熱速率為2°C/rain。潤濕工藝性能實驗參考GB11364-89《釬料鋪展性及填縫性實驗方法》的規(guī)定進(jìn)行采用0.2纖厚的薄銅片作為基板，尺寸為40隱x40mm，經(jīng)600號妙、紙打磨，無水乙醇清洗涼干。復(fù)合4f料的用量為0.227g,用塞多利斯電子天平稱量。采用單剪搭接接頭進(jìn)行力學(xué)性能測試，釬焊接頭的搭接面積為lmm2，試驗接頭部位的寬度為1mm，釬縫厚度為0.lmm,被連接材料為紫銅片，厚度為0.5mm。力學(xué)剪切試驗采用微拉伸試驗機(jī)進(jìn)行測試，試驗力口載速率為0.01mm/s。所使用的Sn-3.5Ag釬料膏為市售商品，由重量百分比為85%的Sn-3.5Ag釬料和15%的釬劑組成；所使用的增強(qiáng)顆粒聚乙二醇雙4-羰苯-臨聯(lián)曱苯酰胺熱致液晶聚合物是采用文獻(xiàn)WenXiongZhang;FukujiHigashi.JournalofPolymerScience:PartA:PolymerChemistry,1993,31，2935-2940中才艮道的方法制得。稱取5g市售Sn-3.5Ag釬料膏，低溫保存?zhèn)溆茫阅苋绫?中所示。實施例1取0.015g聚乙二醇雙4-羰苯-臨聯(lián)曱苯酰胺熱致液晶聚合物和4.985gSn-3.5Ag釬料膏，機(jī)械攪拌30min,制成復(fù)合釬料，低溫保存?zhèn)溆?，其中，聚乙二醇雙4-羰苯-臨聯(lián)曱苯酰胺熱致液晶聚合物在復(fù)合^"料中的重量百分比為0.3%,性能如表1中所示。實施例2取0.025g聚乙二醇雙4-羰苯-臨聯(lián)曱笨酰胺熱致液晶聚合物和4.975gSn-3.5Ag4f料膏，機(jī)械攪拌30min，制成復(fù)合釬料，低溫保存?zhèn)溆茫渲?，聚乙二醇雙4-羰苯-臨聯(lián)甲苯酰胺熱致液晶聚合物在復(fù)合釬料中的重量百分比為0.5%,性能如表1中所示。實施例3取0.035g聚乙二醇雙4-羰苯-臨聯(lián)曱苯酰胺熱致液晶聚合物和4.965gSn-3.5Ag釬料膏，機(jī)械攪拌30min，制成復(fù)合釬料，低溫保存?zhèn)溆茫渲?，聚乙二醇雙4-羰苯-臨聯(lián)曱苯酰胺熱致液晶聚合物在復(fù)合釬料中的重量百分比為0.7%，性能如表l中所示。實施例4取0.05g聚乙二醇雙4-羰苯-臨聯(lián)曱苯酰胺熱致液晶聚合物和4.95gSn-3.5Ag釬料膏，機(jī)械攪拌30min，制成復(fù)合確f料，低溫保存?zhèn)溆?，其中，聚乙二醇雙4-羰苯-臨聯(lián)曱苯酰胺熱致液晶聚合物在復(fù)合釬料中的重量百分比為1%,性能如表l中所示。實施例5取0.lg聚乙二醇雙4-羰苯_臨聯(lián)曱苯酰胺熱致液晶聚合物和4.9gSn-3.5Ag釬料膏，機(jī)械攪拌30min，制成復(fù)合釬料，低溫保存?zhèn)溆?，其中，聚乙二醇雙4-羰苯-臨聯(lián)曱苯酰胺熱致液晶聚合物在復(fù)合釬料中的重量百分比為2%,性能如表l中所示。<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>表1熱致液晶聚合物增強(qiáng)的錫銀基無鉛復(fù)合釬料的綜合性能從表1中可看出，與對比例相比實施例1制備的復(fù)合釬料的熔點略有提高，其潤濕角變小、鋪展面積略有提高、剪切強(qiáng)度提高21.2%,其鋪展性能與對比例相當(dāng)，同時具有4交高的剪切強(qiáng)度。與對比例相比實施例2制備的復(fù)合釬料的熔點有一定提高，其潤濕角明顯減小、鋪展面積提高約9%、剪切強(qiáng)度提高28%,具有良好的熔化特性和優(yōu)良的鋪展性能、很高的剪切強(qiáng)度。實施例3制備的復(fù)合釬料的熔點與對比例基本相當(dāng)，但其鋪展面積較對比例明顯提高，提高幅度約15%、剪切強(qiáng)度提高約2iy。，具有優(yōu)良的熔化特性和鋪展工藝性能，同時剪切強(qiáng)度較大幅度的提高。與對比例相比，實施例4制備的復(fù)合釬料的熔點提高約3°C,鋪展面積提高10%、潤濕角減小、剪切強(qiáng)度提高15%,具有優(yōu)良的鋪展性能、較高的剪切強(qiáng)度。與對比例相比，實施例5制備的復(fù)合釬料的熔點提高約4°C，其鋪展面積略有提高，潤濕角減小、剪切強(qiáng)度提高11%，具有與對比例相當(dāng)?shù)匿佌剐阅芎洼^高的剪切強(qiáng)度。權(quán)利要求1、一種熱致液晶聚合物增強(qiáng)的錫銀基無鉛復(fù)合釬料，其特征在于，所述的復(fù)合釬料由Sn-3.5Ag釬料膏和熱致液晶聚合物增強(qiáng)顆粒組成，其中釬料膏所占重量百分比為98-99.7％，增強(qiáng)顆粒所占重量百分比為0.3-2％；所述的釬料膏為市售Sn-3.5Ag釬料膏，其中釬料所占的重量百分比為85％，釬劑所占的重量百分比為15％；所述的增強(qiáng)顆粒為聚乙二醇雙4-羰苯-臨聯(lián)甲苯酰胺熱致液晶聚合物。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱致液晶聚合物增強(qiáng)的錫銀基無鉛復(fù)合釬料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟將聚乙二醇雙4-羰苯-臨聯(lián)曱苯酰胺熱致液晶聚合物添加到Sn-3,5Ag釬料膏中，攪拌均勻，制得熱致液晶聚合物增強(qiáng)的錫銀基無鉛復(fù)合釬料；復(fù)合釬料中，釬料膏所占重量百分比為98-99.7%，增強(qiáng)顆粒所占重量百分比為0.3-2%;釬料膏由重量百分比為85%的Sn-3.5Ag釬料和15%的釬劑組成。全文摘要熱致液晶聚合物增強(qiáng)的錫銀基無鉛復(fù)合釬料及其制備方法屬于無鉛復(fù)合釬料制造
技術(shù)領(lǐng)域：
?，F(xiàn)有復(fù)合釬料中的增強(qiáng)顆粒可能會降低釬料本身的工藝性能和可靠性。本發(fā)明的復(fù)合釬料由Sn-3.5Ag釬料膏和聚乙二醇雙4-羰苯-臨聯(lián)甲苯酰胺熱致液晶聚合物增強(qiáng)顆粒組成，其中釬料膏的含量為98-99.7％，增強(qiáng)顆粒的含量為0.3-2％。本發(fā)明通過將增強(qiáng)顆粒添加到釬料膏中，攪拌均勻，制得熱致液晶聚合物增強(qiáng)的錫銀基無鉛復(fù)合釬料。本發(fā)明所制備的釬料具有潤濕性能良好，剪切強(qiáng)度高，力學(xué)性能優(yōu)異，制備工藝簡單等優(yōu)點。文檔編號B23K35/22GK101406998SQ20081022672公開日2009年4月15日申請日期2008年11月21日優(yōu)先權(quán)日2008年11月21日發(fā)明者史耀武,夏志東,朝王,灝申,楓邰,福郭,雷永平申請人:北京工業(yè)大學(xué)