[發明專利]一種高強度低溫無鉛焊料及其焊錫膏

在審

• 申請號: 201910545116.6
• 申請日: 2019-06-21
• 公開（公告）號: CN110125571A
• 公開（公告）日: 2019-08-16
• 發明（設計）人: 吳晶;唐欣;廖高兵;李維俊;張瑜;鄭世忠;郭萬強
• 申請（專利權）人: 深圳市唯特偶新材料股份有限公司
• 主分類號: B23K35/26
• 分類號: B23K35/26
• 代理公司: 北京挺立專利事務所(普通合伙) 11265
• 代理人: 葉樹明

一種高強度低溫無鉛焊料及其焊錫膏，它涉及釬焊技術領域。該高強度低溫無鉛焊料及其焊錫膏是在現有的Sn?Bi釬料體系中加入合金元素In，其中，以質量百分比計算，In占15％～45％。所述的高強度低溫無鉛焊料及其焊錫膏的釬料合金粉末中Sn、Bi和In的重量百分比組份分別為：Sn為34％～36％，Bi為38％～40％，In為24％～27％或以In補足至總量為100％。采用上述技術方案的高強度低溫無鉛焊料及其焊錫膏具有焊盤粘附性好、焊接強度高、熔點低、成本適中的優勢。

技術領域

本發明涉及釬焊技術領域，具體涉及一種高強度低溫無鉛焊料及其焊錫膏。

背景技術

鉛及其化合物是有毒物質，損害人類健康，污染環境。隨著人類環保意識的增強，世界各國已相繼出臺一系列法令和法規來防治電子產品所帶來的生態問題，限制鉛在電子產品中的使用。在無鉛綠色制造這一大趨勢下，許多國家的科研機構和企業已開始加大投入來研發無鉛焊料，并積極推廣其應用。

目前常用的低熔點無鉛焊料是以Sn-Bi合金為基體，在其中添加一些合金元素，該低溫焊料溶程比較大，在凝固過程中易出現枝晶偏析、組織粗大化，加之應力不平衡，會導致焊點剝離

發明內容

針對現有技術的缺陷和不足，本發明的目的在于提供一種低溫無鉛焊料，該焊料熔點低，具有焊盤粘附性好、焊接強度高、熔點低、成本適中的優勢。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種高強度低溫無鉛焊料及其焊錫膏，所述的低溫無鉛焊料是在現有的Sn-Bi釬料體系中加入合金元素In，其中，以質量百分比計算，In占15％～45％。

進一步地，所述的無鉛錫基焊料及其焊膏的釬料合金粉末中Sn、Bi和In的重量百分比組份分別為：Sn為34％～36％，Bi為38％～40％，In為24％～27％或以In補足至總量為100％。

進一步地，所述的無鉛錫基焊料及其焊膏的釬料合金粉末中還含有Ag、Cu、Zn、Al、Ga、P中的一種或多種。

進一步地，Ag的含量為0.1～0.3wt％，Cu的含量為0.1～0.5wt％，Zn的含量為0.2～0.5wt％，Al的含量為0.1～0.4wt％，Ga的含量為0.05～0.25wt％，P的含量為0.01～0.1wt％。

進一步地，所述的無鉛錫基焊料及其焊膏的釬料合金粉末不含Pb和Cd。

進一步地，所述無鉛錫基焊料及其焊膏的液相線溫度為75℃～100℃之間；固相線溫度為70℃～90℃之間。

進一步地，一種焊錫膏，所述焊錫膏由權利要求1-6中任一項所述的低溫無鉛焊料制備而成。

采用上述技術方案后，本發明有益效果為：

本發明高強度低溫無鉛焊料及其焊錫膏主要是由鉍、錫、銦三種金屬元素混合形成的合金，熔點(液相線溫度)控制在75℃～100℃之間。Bi-Sn-In易熔合金焊料的固相線、液相線隨Bi含量或Bi/In的增大而提高，易熔合金焊料的硬度隨Bi含量或Bi/In比的增加而線性增大；但隨Sn、In含量的增大而明顯降低。提高合金的Sn含量和Bi/In，可改善合金釬焊接頭的的剪切強度和抗拉強度。

另外，適當的添加一些微量元素，可改善該合金焊料的組織性能和力學性能。添加微量元素Ga、P可以有效的提高該合金焊料的抗氧化性，會在氧化膜表層產生富集氧化膜，使得氧元素濃度降低，抑制了合金焊料的氧化，也起到提高焊料表面潤濕性的效果；同樣加入微量元素Al，鋁元素會在焊料料表面形成致密氧化膜，成為“阻擋層”，抑制了釬料的氧化，同樣能起到提高了焊料的抗氧化性能；加入Ag，提高合金焊料屈服極限和抗拉強度，同時潤濕性也得到了提高；Zn、Cu的添加同樣起到了潤濕性的效果，也能改善力學性能，提高焊點的可靠性。

具體實施方式