[發明專利]一種高可靠性的無銀錫基釬料及其制備方法

在審

• 申請號: 201911388186.1
• 申請日: 2019-12-30
• 公開（公告）號: CN111085798A
• 公開（公告）日: 2020-05-01
• 發明（設計）人: 趙玲彥;白海龍;顧鑫;滕媛;呂金梅;張欣;盧紅波;徐鳳仙;朱飛;王成亮;趙中梅
• 申請（專利權）人: 云南錫業錫材有限公司
• 主分類號: B23K35/26
• 分類號: B23K35/26;B23K35/14
• 代理公司: 昆明大百科專利事務所 53106
• 代理人: 李云

1.一種高可靠性無銀錫基釬料，其特征在于，所述無銀錫基釬料是不含銀的SnCuBiNiCoMn無鉛釬料，其成分及含量為：Cu含量為0.1～1.0wt％，Bi含量為0.03～1.0wt％，Ni含量為0.03～1.0wt％，納米Co顆粒為0.5～1.0wt％，納米Mn顆粒為0.5～1.0wt％，Sn為余量；其中，部分納米Co顆粒和納米Mn顆粒以彌散的方式均勻分布于無鉛釬料熔體中。

2.根據權利要求1所述的一種高可靠性無銀錫基釬料，其特征在于，所述納米Co顆粒和納米Mn顆粒的粒徑為20～100nm。

3.如權利要求1或2所述的一種高可靠性無銀錫基釬料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)將制備好的SnCuBiNi合金放入真空中頻爐中；

(2)真空中頻爐抽真空后充入氮氣，使爐內氣壓略大于大氣壓力，并在后續的整個制備過程始終保持爐內通氮氣且保持爐內氣壓略高于大氣壓力，多余的氣體通過真空中頻爐的定壓閥門排出；

(3)對真空中頻爐升溫至500～600℃，保溫5min，得到SnCuBiNi熔體A；

(4)用氮氣將納米Co顆粒、納米Mn顆粒通過細管均勻地吹入熔體A中；

從上述步驟(2)開始至納米Co顆粒、納米Mn顆粒吹入熔體A中結束后的20min內始終保持真空中頻爐的電磁攪拌，并在真空中頻爐對爐內合金保持電磁攪拌的同時，還采用機械攪拌裝置對爐內合金進行機械攪拌，使納米顆粒均勻分布于熔體A中；

(5)制備過程完畢后，爐內合金隨爐冷卻，得到高可靠性無銀錫基釬料。

4.根據權利要求3所述的一種高可靠性無銀錫基釬料的制備方法，其特征在于，所述機械攪拌裝置從真空中頻爐頂部插入爐內，機械攪拌裝置設置有一層或兩層以上攪拌葉片。

5.根據權利要求3或4所述的一種高可靠性無銀錫基釬料的制備方法，其特征在于，在制備無銀錫基釬料過程中，將用于吹入納米Co顆粒、納米Mn顆粒的細管出口置于真空中頻爐的坩堝底部，機械攪拌裝置位于細管出口的上部，從細管出口出來的氣泡在上浮的過程中，通過機械攪拌作用，納米顆粒都被不斷攪拌，最終融入熔體內，得到含有高分散性納米顆粒的合金熔體。

6.根據權利要求3或4所述的一種高可靠性無銀錫基釬料的制備方法，其特征在于，用氮氣將納米Co顆粒、納米Mn顆粒通過細管均勻地吹入熔體A中時，所用細管內徑為1～3mm，氣體壓力0.1～0.3MPa，納米顆粒以0.3～0.5g/s的速度加入熔體內。

7.根據權利要求5所述的一種高可靠性無銀錫基釬料的制備方法，其特征在于，用氮氣將納米Co顆粒、納米Mn顆粒通過細管均勻地吹入熔體A中時，所用細管內徑為1～3mm，氣體壓力0.1～0.3MPa，納米顆粒以0.3～0.5g/s的速度加入熔體內。

8.根據權利要求3或4所述的一種高可靠性無銀錫基釬料的制備方法，其特征在于，所述制備SnCuBiNi合金的原料為純Sn、SnCu10、SnBi58、SnCuBiNi、SnNi4，SnCuBiNi熔體A中的Sn通過添加純Sn實現，Cu通過添加SnCu10實現，Bi通過添加SnBi58實現，Ni通過添加SnNi4實現。

9.根據權利要求3或4所述的一種高可靠性無銀錫基釬料的制備方法，其特征在于，將所述納米Co顆粒、納米Mn顆粒先進行還原處理，然后再吹入熔體A中；所述還原處理方法是將納米Co顆粒、納米Mn顆粒放于管式爐內，通入還原性氣體，保溫一段時間。

10.根據權利要求9所述的一種高可靠性無銀錫基釬料的制備方法，其特征在于，所述還原性氣體是指氮氣和氫氣的混合氣體，氮氣和氫氣的體積比為(10～20)：1，所述管式爐的保溫溫度為120℃，保溫時間30min。