制备精细焊粉的方法有多种,以下介绍五种常用的方法:
一、气体雾化法
原理:
利用高速气流将流经喷嘴的熔融液体打散,雾化成细小的液滴。
液滴在沉降过程中冷却凝固,形成粉末颗粒,经过分选得到超微锡粉。
特点:
粉碎效率高,产量大。
产品多为椭圆形,表面粗糙,含氧量高,粉体粒度分布宽。
氮气消耗量大,成本高。
卫星球粘带严重,粒度分选难度大。
二、离心雾化法
原理:
利用转盘的高速旋转产生的离心力,将熔融金属液滴甩出并雾化成粉末,经冷却凝固分选后得到超微锡粉。
特点:
产品球形度好,氧化度小,粒度容易控制。
气氛相对容易控制。
设备转速高,对电机的耐热、耐磨要求高。
设备成本相对较高。
受高速电机的限制,粉末粒径主要集中在10-50um,超微锡粉的收获率低。
三、超声波雾化法
原理:
利用超声的振动和空化效应,将熔融的金属液滴在超声换能器上雾化成细小的液滴。液滴在空气中冷却凝固,形成球形的粉末颗粒。
特点:
1粉末颗粒形貌和尺寸可控,高度球形,粒度均匀,分布窄。
2粉末颗粒纯度和氧含量较低。
3设备和工艺简单,操作方便,产品质量稳定可控。
4能量消耗小,利用率高,成本低,环保节能。
5受超声功率限制,超微粉末收获率低,产量小,产能可能无法满足大规模市场需求。
四、传统的熔融分散法
步骤概述:
1将焊料合金在耐高温的植物油和/或动物油中熔融。
2将熔体送入温度高于液相线温度至少20℃的另一预置油中。
3进行搅拌,并通过转子和定子对熔体进行多次剪切处理,形成由焊珠和油组成的分散体。
4借助后续的沉淀作用从分散体中分离出焊珠。
特点:
该方法能够有效地精炼和均匀分散合金成分,并去除不希望的反应产物,如氧化物和熔渣。
适用于制备具有特定直径范围(如2.5至45μm)的精细焊粉。
五、液相成型制备技术
原理:
结合剪切乳化和超声空化效应原理,利用液相成型技术制备精细焊粉。
特点:
1可制备T6以上超微焊粉。
2粉末形态良好,粒度均匀可控,氧含量低。
3解决了超声雾化工艺产量低的问题,已实现大规模批量生产。
福英达采用的就是液相成型制粉技术,该技术制作的精细焊粉具有以下优点:
1.粒径细且分布均匀:由于采用了先进的超微液相成型技术,无需进行后端分选,超微锡粉的粒度分布均匀,使得其物理和化学性能更加稳定。
2.氧化膜薄而致密:超微锡粉的粒径减小,直接导致其比表面积显著增加,只有控制氧化膜的尺寸和致密度才能保证超微焊粉的性能。
3.球形度好:超微焊粉是由微细的金属液滴在高温液体介质中凝固而成,在液滴表面能的驱动下,微细液滴以最小的表面张力凝固成真圆度球形,
实现更低的表面积,后端无分选工序,杜绝粉体表面损伤,更低的氧含量,稳定性更好。
4.粒径小和均匀性好:由于粒径小,能够以更多的锡膏量以及更小的体积实现锡膏的转印,实现不同尺寸的焊点,满足不同焊点大小的需要。
5.提高导电和导热性能:具有较低的氧含量超微焊粉匹配合适的助焊剂,实现良好的润湿焊接,产生IMC冶金连接,保障了其在电子封装、焊接等
领域的高导电和导热性能。
6.易于加工和应用:由超微焊粉制备的超微锡膏具有良好的流动性和分散性,工艺窗口广,从而改善加工性能和产品质量。
7.环保节能:采用先进的分散成型技术和设备,大大提高了超微焊粉的收获率,能够实现低能耗、低排放的生产。
8.稳定性好:由于其特殊的制备工艺和表面处理方式,对粉末进行Coating工艺,具有更好的抗氧化性和稳定性。
正是因为有了这项制粉技术,所配制的福英达锡膏在微光电,SIP集成封装,半导体封装等领域均有广泛的应用,并得到了业界的一致好评。