CN115870667B 200℃以下焊接、耐高温应用的焊接材料、制备方法及接头制备方法 （中国科学院电工研究所）

号A,2014.04.30A,2015.08.05A,2016.12.07A,2021.01.01A,2022.02.15一种在200℃以下焊接、耐高温应用的焊接壳体材料为低熔点单质Sn时，通过低于Sn熔点(180_200℃)的超声固相扩散焊接或压力烧结，℃)的焊接接头；当壳体材料为低温共晶金属SnBi或SnBiAg时，通过低温瞬态液相扩散焊接(160_200℃)制备耐高温接头。核壳结构预成型2使用粒度<15μm的Cu颗粒电镀金属层，径Cu@X颗粒和第三粒径Cu@X颗粒混合重量比材料压力成型制成预成型焊片，通过二次电镀使预成型焊片表面包覆一层1~2μm的Sn层或的预成型焊片利用固液扩散原理，或者镀Sn基合金的预成型焊片利用固固扩散焊接原理，述的Sn基合金层为SnBi合金层或SnBiA所述SnBiAg共晶合金为SnBi35Ag0.5共晶合金，所述SnBi35Ag0.5共晶合金的熔点为172℃,焊＋3代宽禁带半导体SiC/GaN芯片的耐高温焊接材料与技术的开发，使得电力电子器件的使用结构复杂的小体积军用电机定子绕组引线的焊接，均需要在较低的工艺温度下稳定焊接，焊片或焊膏，利用固相扩散或者固液扩散焊接原理制备的接头满足耐450℃以上高温的应4~4min；为15～35℃。的Sn层或Sn基合金层，该表面镀Sn或Sn基合金的预成型焊片在170_200℃下通过超声辅助声辅助的焊接方法加速了Cu核和Sn壳体材料之间的固相扩散速率，Sn层在2分钟内完全转5[0034]粒度<15μm的Cu颗粒进行Sn58Bi合金镀层的制备，得到小粒度核壳结构Cu@Sn58Bi粉末；25μm<粒度≤50μm的Cu颗粒进行Sn58Bi合金镀层的制备，得到大粒度核壳结构Cu@[0035]粒度<15μm的Cu颗粒进行Sn35Bi0.5Ag合金镀层的制备，得到小粒度核壳结构Cu@58Bi合金镀层制备中所使用的镀液的特征是加入了水溶性良好的苯并唑类磺酸化合6Cu@Sn58Bi粉末按照1:2:3的重量比例进核壳结构Cu@Sn35Bi0.5Ag粉末按照1:2:3的重量比例进行级配，获得粒径级配过的Cu@X(X=和Cu@Sn35Bi0.5Ag采用超声辅助的瞬态液相扩散焊接分别在180℃和200℃保温2min使得低中Bi重量含量为35wt.Ag重量含量为0.5wt.％时，Sn35Bi0.5Ag共晶合可以实现200℃以下温度焊接。[0042]步骤4，将粒径级配过Cu@X复合粉末与按8:1的重量比例焊膏以70℃/min的升温速率加热至130℃,再以5℃/min的升温速度加热至170℃,压力[0044]步骤1得到的双面镀壳体金属的Cu@Sn预成型焊片b)及步骤4得到的焊膏a)通过焊强预成型焊片Cu@X接头与未经过表面补强Sn镀层的传统Cu@SnTLPS接头的接头剪切强度均p7[0049]粒度<15μm的Cu颗粒进行Sn58Bi合金镀层的制备，得到小粒度核壳结构Cu@Sn58Bi粉末；25μm<粒度≤50μm的Cu颗粒进行Sn58Bi合金镀层的制备，得到大粒度核壳结构Cu@[0050]粒度<15μm的Cu颗粒进行Sn35Bi0.5Ag合金镀层的制备，得到小粒度核壳结构Cu@结构；对于Cu@Sn58Bi和Cu@Sn35Bi0.5Ag采用超声辅助的瞬态液相扩散焊接分别在170℃和[0054]步骤4，将Cu@X复合粉末与按9:1的重量比例加入贺立士商用助焊剂，牌号为DL_焊膏以70℃/min的升温速率加热至140℃,再以5℃/min的升温速度加热至165℃,压力25μm，大于25μm且小于等于50μm)的Cu颗粒分别进行Sn镀层或者Sn58Bi/Sn35Bi0.5Ag合金镀8[0060]粒度<15μm的Cu颗粒进行Sn58Bi合金镀层的制备，得到小粒度核壳结构Cu@Sn58Bi粉末；25μm<粒度≤50μm的Cu颗粒进行Sn58Bi合金镀层的制备，得到大粒度核壳结构Cu@[0061]粒度<15μm的Cu颗粒进行Sn35Bi0.5Ag合金镀层的制备，得到小粒度核壳结构Cu@180℃下使得Cu与Sn发生固_固扩散反应转化为高熔点的Cu3Sn，辅助超声技术加用超声辅助的瞬态液相扩散焊接(TLPS)分别在180℃和210℃保温4min完成接头Cu@Cu3Sn/[0065]步骤4，将Cu@X复合粉末与按9:1的重量比例加入贺立士商用助焊剂，牌号为DL_焊膏以70℃/min的升温速率加热至140℃,再以5℃/min的升温速度加热至170℃,压力25μm，大于25μm且小于等于50μm)的Cu颗粒分别进行Sn镀层或者Sn58Bi/Sn35Bi0.5Ag合金镀9[0071]粒度<15μm的Cu颗粒进行Sn58Bi合金镀层的制备，得到小粒度核壳结构Cu@Sn58Bi粉末；25μm<粒度≤50μm的Cu颗粒进行Sn58Bi合金镀层的制备，得到大粒度核壳结构Cu@[0072]粒度<15μm的Cu颗粒进行Sn35Bi0.5Ag合金镀层的制备，得到小粒度核壳结构Cu@160℃下使得Cu与Sn发生固_固扩散反应转化为高熔点的Cu3Sn，辅助超声技Sn35Bi0.5Ag采用超声辅助的瞬态液相扩散焊接分别在160℃和195℃保温5min完成接头Cu@以70℃/m