传统的铅锡焊料有毒,在电子封装行业将逐渐被无铅焊料取代
无铅焊料中SnAgCu系无铅焊料的应用最广
与其他系列的无铅焊料相比,SnAgCu系无铅焊料的熔点低,强度高,润湿角低[1]
但是,无铅焊料的熔点高
常用的Sn3.0Ag0.5Cu(SAC305)焊料的熔点为217℃甚至更高,而传统SnPb焊料的熔点为183℃
无铅焊料的高焊接温度易使元件和基板产生热应力,降低电子组件的可靠性 [2]
因此,降低Sn3.0Ag0.5Cu合金焊料的熔点是一个亟待解决的问题
纳米材料较高的表面能使其熔点下降,且熔点随着晶粒尺寸的减小而降低
国内外科学家将SnAgCu粒子纳米化从而降低其熔点,开展了大量的研究,表1为SnAgCu纳米粒子的熔点和粒径结果总结
SnAgCu粒子的尺寸范围为10~50 nm,熔点均低于217℃,最低达到187.8℃
虽然合金的熔点因粒子的纳米化而降低,但是还比锡铅合金的熔点高
用微乳液法可制备金属氧化物[7]、金属硫化物[8]、纳米金属[9]、纳米金属合金[10]等纳米材料,其尺寸范围为1~100 nm
在微乳液体系中互不相溶的介质油和水被表面活性剂双亲分子分割成微小空间而形成纳米级微型反应器,反应物在微型反应器中反应生成纳米固相粒子
本文用微乳液法制备纳米SnAgCu颗粒,研究制备参数对焊粉熔点的影响
1 实验方法
金属前驱体微乳液的配制:按照Sn:Ag:Cu=96.5:3:0.5的质量比称取锡盐(辛酸亚锡,硫酸亚锡,氯化锡等)、硝酸银和硝酸铜,加去离子水配制成水相—金属前驱体盐溶液a;将一定量的表面活性剂(TritonX114,CTAB,Span80,OP-10等)、助表面活性剂异丙醇和油相环己烷混合成油相-有机溶液b
在搅拌条件下将水相金属前驱体盐溶液a逐滴滴加到油相有机溶液b中,得到透明的金属前驱体微乳液I
还原剂微乳液的配制:在0℃的冰水浴中将还原剂NaBH4溶于去离子水得到水相-还原剂溶液a;将一定量的表面活性剂(TritonX114,CTAB,Span80,OP-10,MOA-9,EL-10等)、助表面活性剂异丙醇和油相环己烷搅拌混合成油相-有机溶液b;在0℃的冰水浴中磁力搅拌将水相还原剂溶液a逐滴滴加到油相有机溶液b中,得到透明的还原剂微乳液II
纳米焊粉粒子的制备:在0℃的冰水浴中磁力搅拌将还原剂微乳液II逐滴滴加到
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