[發明專利]用于電子應用的具有成本效益的無鉛焊料合金

有效

• 申請號: 201880072316.8
• 申請日: 2018-10-31
• 公開（公告）號: CN111511494B
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發明（設計）人: 穆德·哈斯寧;立克·韋·霍
• 申請（專利權）人: 阿爾法裝配解決方案公司
• 主分類號: B23K1/00
• 分類號: B23K1/00;B23K35/26;C22C13/00;C22C13/02
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 譚冀

本發明公開了一種無鉛無銀焊料合金，該無鉛無銀焊料合金可包含錫、銅、鉍、鈷和銻。另選地，該合金可包含鎵代替鈷。該合金還可包含鎳、鍺或這兩者。該銅可以焊料的約0.5重量％至0.9重量％的量存在。該鉍可以焊料的約1.0重量％至約3.5重量％的量存在。該鈷可以焊料的約0.02重量％至約0.08重量％的量存在。在使用鎵代替鈷的情況下，鎵可以焊料的約0.2重量％至約0.8重量％的量存在。該銻可以焊料的約0.0重量％至約0.09重量％的量存在。該焊料的余量是錫。

相關申請的交叉引用

本申請要求于2017年11月8日提交的名稱為“COST-EFFECTIVE LEAD-FREE SOLDERALLOY FOR ELECTRONIC APPLICATIONS”的美國臨時專利申請序列號62/583,271和于2018年6月28日提交的名稱為“COST-EFFECTIVE LEAD-FREE SOLDER ALLOY FOR ELECTRONICAPPLICATIONS”的美國專利申請序列號16/022,330的優先權。美國臨時專利申請序列號62/583,271和美國專利申請序列號16/022,330整體以引用方式并入本文。

技術領域

本公開總體上涉及用于電子應用的無鉛、無銀焊料合金。

背景技術

焊料合金被廣泛用于制造和組裝多種電子裝置。傳統上，焊料合金是錫-鉛基合金。錫-鉛基合金用于制備具有所需材料性質(包括合適的熔點和糊狀范圍、潤濕性質、延展性和導熱性)的焊料。然而，鉛是一種對環境有害的劇毒材料，該材料可能引起廣泛的有害影響。因此，研究集中在生產具有所需材料性質的無鉛焊料合金上。

本公開涉及一種低成本的無鉛焊料合金，該合金提供所需的材料性質，包括與某些現有技術合金相比更低的過冷溫度、最小限度的銅溶解、改善的機械性質以及在苛刻的環境條件下的長期可靠性。

發明內容

根據本公開的一個方面，一種無鉛無銀合金，包含：0.5重量％至0.9重量％的銅；1.0重量％至3.5重量％的鉍；0.02重量％至0.08重量％的鈷；0.0重量％至0.09重量％的銻；和余量的錫，以及任何不可避免的雜質。任選地，該合金還包含0.001重量％至0.01重量％的鍺和/或0.01重量％至0.1重量％的鎳。

根據本公開的另一個方面，一種無鉛無銀合金，包含：0.6重量％至0.8重量％的銅；1.2重量％至1.8重量％的鉍；0.04重量％至0.06重量％的鈷；0.02重量％至0.08重量％的銻；和余量的錫，以及任何不可避免的雜質。任選地，該合金還包含0.004重量％至0.008重量％的鍺和/或0.03重量％至0.07重量％的鎳。

根據本公開的另一個方面，一種無鉛無銀合金，包含：0.7重量％的銅；1.5重量％的鉍；0.05重量％的鈷；0.05重量％的銻；和余量的錫，以及任何不可避免的雜質。任選地，該合金還包含0.006重量％的鍺和/或0.05重量％的鎳。

根據本公開的另一個方面，一種無鉛無銀合金，包含：0.5重量％至0.9重量％的銅；1.0重量％至3.5重量％的鉍；0.2重量％至0.8重量％的鎵；0.0重量％至0.09重量％的銻；和余量的錫，以及任何不可避免的雜質。

根據本公開的另一個方面，一種無鉛無銀合金，包含：0.6重量％至0.8重量％的銅；1.2重量％至1.8重量％的鉍；0.4重量％至0.6重量％的鎵；0.02重量％至0.08重量％的銻；和余量的錫，以及任何不可避免的雜質。任選地，該合金還包含0.004重量％至0.008重量％的鍺和/或0.03重量％至0.07重量％的鎳。

根據本公開的另一個方面，一種無鉛無銀合金，包含：0.7重量％的銅；1.5重量％的鉍；0.5重量％的鎵；0.05重量％的銻；和余量的錫，以及任何不可避免的雜質。任選地，該合金還包含0.006重量％的鍺和/或0.05重量％的鎳。