[發明專利]一種無鎘銀釬焊材料

有效

• 申請號: 202210307654.3
• 申請日: 2022-03-25
• 公開（公告）號: CN114850729B
• 公開（公告）日: 2023-09-26
• 發明（設計）人: 鐘素娟;張亮;孫華為;王星星;秦建;于華
• 申請（專利權）人: 鄭州機械研究所有限公司
• 主分類號: B23K35/30
• 分類號: B23K35/30;B23K35/362
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 胡云飛

本發明涉及一種無鎘銀釬焊材料，屬于焊接材料技術領域。本發明的無鎘銀釬焊材料主要由基料和以下重量份數的組分組成：無機納米線0.01～1.0份，無機亞微米級顆粒0～0.5份；所述基料由Ag元素和以下重量份數的元素組成：Zn27～33份，Sn?0.01～1.5份，Re?0.01～0.5份，Cu?29～41份；所述基料、無機納米線和無機亞微米級顆粒的總重量份數為100份；所述Re為Lu和/或Ho。本發明的無鎘銀焊膏可以實現電氣設備金屬?金屬高可靠性互連，焊膏中的無機納米線、無機亞微米級顆粒、Re、Cu、Zn、Sn和Ag可以通過多元耦合作用強化焊點，使焊縫具有較高的力學性能和可靠性。

技術領域

本發明涉及一種無鎘銀釬焊材料，屬于焊接材料技術領域。

背景技術

隨著人們對環境保護的要求越來越高，工業界因為鉛、鎘的毒性致使含鉛軟釬料和含鎘硬釬料被廣為關注，歐盟及歐洲議會實施了兩項指令(WEEE/RoHS)以禁止鉛、鎘等在電子和電器領域的應用，主要目標是降低含鉛、鎘等電器及電子設備在掩埋以及焚燒時對人體及環境可能造成的危害與沖擊。因此環保型無鉛、無鎘釬料的研究成為焊接材料領域的重要研究課題。

含鎘銀釬料在紫銅、黃銅、碳鋼、銹鋼以及鎳合金等金屬材料焊接中廣泛應用，表現出較好的流動性，接頭強度高，焊縫表面光澤性較好，例如應用較為廣泛的BAg35CuZnCd、BAg40CuZnCd及BAg50CuZnCd等含鎘銀釬料。鎘可以降低釬料的熔化溫度，縮小熔化溫度區間，提高釬料對基料的潤濕性，使釬料具有良好的力學性能，易于實現釬焊互連工藝。但是有毒元素鎘也抑制了含鎘銀釬料的廣泛應用，高性能無鎘銀釬料的開發成為焊接材料的一個熱點。

目前公開的滿足電氣設備互連的無鎘銀釬料主要采取添加合金元素來提高釬料和焊點的性能，通過添加合金元素，可以實現無鎘銀釬料的焊接，選擇的合金元素有：Si、Zr、Nd、Sc等。例如，美國專利US2011/0058980A1公開了一種釬料，釬料中含有以下質量百分比的元素：(20.0～24.0％)的Ag，(36.0～45.0％)的Cu，(29.0～37.0％)的Zn，(1.0～3.0％)的Sn，(0.1～0.4％)的Si。通過優化合金元素的含量，釬料對母材的潤濕性得到一定的提高。中國專利文獻CN109894771A公開了一種低銀無鎘銀釬料，按質量百分數包括：11.0％～13.0％的Ag，36.0％～43.0％的Zn，0.01％～0.05％的Ga，0.01％～0.05％的Nd，0.01％～0.05％的Zr，0.01％～0.05％的Sc，余量為Cu，該低銀無鎘銀釬料的固相線溫度≤765℃，液相線溫度≤795℃。但是中國專利文獻CN109894771A公開的無鎘銀釬焊材料的液相線溫度偏高，易造成材料的“過燒”、“軟化”，不利于許多材料或結構的釬焊，并且上述兩種無鎘銀釬焊材料在完成焊接后，焊縫在服役期間均容易斷裂，造成使用壽命較低。

發明內容

本發明的目的在于提供一種無鎘銀釬焊材料，用于解決目前無鎘銀釬焊材料存在的液相線溫度偏高的問題。

為了實現以上目的，本發明的無鎘銀釬焊材料所采用的技術方案是：

一種無鎘銀釬焊材料，主要由基料和以下重量份數的組分組成：無機納米線0.01～1.0份，無機亞微米級顆粒0～0.5份；所述基料由Ag元素和以下重量份數的元素組成：Zn27～33份，Sn?0.01～1.5份，Re?0.01～0.5份，Cu?29～41份；所述基料、無機納米線和無機亞微米級顆粒的總重量份數為100份；所述Re為Lu和/或Ho；所述無機納米線的熔點不小于855℃；所述無機亞微米級顆粒的熔點不小于855℃。