[發(fā)明專利]一種無(wú)鉛銦錫基焊料合金的制備方法及制得的焊料合金

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010849822.2
• 申請(qǐng)日: 2020-08-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111996403B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王志海;毛亮;王曉紅;邵世東;于坤鵬;胡峰;盛文軍;錢江蓉;魏李;鄭燦
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第三十八研究所
• 主分類號(hào): C22C1/04
• 分類號(hào): C22C1/04;C22C13/00;C22C28/00;B23K35/26;B23K35/40
• 代理公司: 合肥市浩智運(yùn)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 34124
• 代理人: 葉濛濛

本發(fā)明公開(kāi)一種無(wú)鉛銦錫基焊料合金的制備方法，包括以下步驟：(1)制粉：將以下重量百分比的原料混合：45?50％In粉、45?50％Sn粉、3.5?6.1％Bi粉、0.02?0.08％Tb粉、0.1?0.7％Zr粉、0.7％Fe粉、余量為Se粉；(2)燒結(jié)：將步驟(1)中混合的粉末置入石墨模具中，然后將模具放入放電等離子燒結(jié)爐中，抽真空，燒結(jié)壓強(qiáng)不超過(guò)50Mpa，升溫速率為50℃/min，溫度升至520℃后保溫5min，隨爐冷卻后即制得無(wú)鉛銦錫基焊料合金。本發(fā)明還提供由上述制備方法制得的焊料合金。本發(fā)明的有益效果在于：采用本發(fā)明制備方法制得的無(wú)鉛銦錫基焊料合金熔點(diǎn)較低，且具有良好的潤(rùn)濕性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及焊料合金技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種無(wú)鉛銦錫基焊料合金的制備方法及制得的焊料合金。

背景技術(shù)

焊接技術(shù)在整個(gè)工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用非常廣泛，特別的在電子產(chǎn)品制造領(lǐng)域，需要用到各種的焊接方法，常用的一種方法是軟釬焊，軟釬焊技術(shù)原理是將焊料與焊件一同加熱到焊料的熔化溫度，在低于焊件的熔點(diǎn)下使得焊料熔化從而浸潤(rùn)焊接面，在焊料與焊件之間會(huì)通過(guò)原子間的擴(kuò)散形成新的合金，完成整個(gè)焊接過(guò)程。而釬焊中最普遍最常用的是錫焊。

鉛錫合金作為一種非常普遍使用的焊接材料，其中鉛具有毒性，會(huì)對(duì)人體和自然環(huán)境造成很大的傷害，所以關(guān)于無(wú)鉛化的焊料研究引起了人們的廣泛關(guān)注。對(duì)無(wú)鉛化焊料的幾大要求是：1、鉛含量要低于0.1％；2.具有良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能；3.具有良好的機(jī)械可加工性能；4.成本低、5.添加成分不宜過(guò)度復(fù)雜，難以回收。如公開(kāi)號(hào)為CN101257995A的專利申請(qǐng)公開(kāi)一種焊接劑組合物，該組合物包括錫、銦、銀和鉍，并且包括大約30％到85％的錫和大約15％到65％的銦，還可進(jìn)一步包括銅。并進(jìn)一步限定銀的含量為1％到10％，鉍的含量為0.25％到6％，銅的含量為0.25％到0.75％。

但是在后續(xù)的研究中發(fā)現(xiàn)了許多問(wèn)題，與傳統(tǒng)使用的鉛錫焊料相比，其他焊料浸潤(rùn)性差，熔點(diǎn)也較高，這表明需要提高焊接時(shí)的溫度，可能會(huì)對(duì)電子元器件帶來(lái)?yè)p害。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于現(xiàn)有技術(shù)中的焊料合金熔點(diǎn)較高，在焊接過(guò)程中易對(duì)電子元件造成損害，提供一種無(wú)鉛銦錫基焊料合金的制備方法。

本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)解決上述技術(shù)問(wèn)題的：

一種無(wú)鉛銦錫基焊料合金的制備方法，包括以下步驟：

(1)制粉：將以下重量百分比的原料混合：45-50％In粉、45-50％Sn粉、3.5-6.1％Bi粉、0.02-0.08％Tb粉、0.1-0.7％Zr粉、0.7％Fe粉、余量為Se粉；

(2)燒結(jié)：將步驟(1)中混合的粉末置入石墨模具中，然后將模具放入放電等離子燒結(jié)爐中，抽真空，燒結(jié)后，隨爐冷卻后即制得無(wú)鉛銦錫基焊料合金。

有益效果：采用本發(fā)明制備方法制得的無(wú)鉛銦錫基焊料合金熔點(diǎn)較低，且具有良好的潤(rùn)濕性能。

本發(fā)明制備方法簡(jiǎn)單，具有低能耗、省時(shí)間、高效率的優(yōu)點(diǎn)。

優(yōu)選地，所述步驟(1)中將以下重量百分比的原料混合：45％In粉、45％Sn粉、6.1％Bi粉、0.02％Tb粉、0.1％Zr粉、0.7％Fe粉、余量為Se粉。

有益效果：當(dāng)無(wú)鉛銦錫基焊料合金的原料為上述百分比時(shí)，制得的焊料合金固相線溫度為220℃，液相線溫度為228℃，剪切強(qiáng)度為38N/mm²。

優(yōu)選地，所述步驟(1)中將以下重量百分比的原料混合：46％In粉、47％Sn粉、4.5％Bi粉、0.05％Tb粉、0.4％Zr粉、0.7％Fe粉、余量為Se粉。