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无铅软钎焊

阅读:1054发布:2020-05-19

专利汇可以提供无铅软钎焊专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种无铅 软钎焊 料。所述 焊料 具有三种基本组成形式,即以 锡 Sn为基底,按重量百分比计,还包含0.1%~3.0%的 铜 Cu和0.01%~0.5%的金Au,或者还包含0.1%~3.0%的铜Cu和0.01%~0.5%的铂Pt,再或者还包含0.1%~3.0%的铜Cu和总份量为0.01%~0.5%金Au、铂Pt。在所述焊料中还可进一步加入按重量百分比计含量不高于4%的 银 Ag和/或In铟。所述的无铅软钎焊料抗 氧 化性能好,有效避免了二次 焊接 时的堵孔现象;且制造方法简单,易于在工业上实现。,下面是无铅软钎焊专利的具体信息内容。

1、一种无铅软钎焊料,以Sn为基底,按重量百分比计,还含 有:Cu0.1%~3.0%、金Au和/或铂Pt0.01%~0.5%。
2、根据权利要求1所述的无铅软钎焊料,其特征在于:所述焊 料中还含有按重量百分比计含量小于或等于4%的Ag和/或In铟。
3、根据权利要求1或2所述的无铅软钎焊料,其特征在于:所述 焊料中还包含按重量百分比计为0.002~0.1%的镓Ga、磷P或锗Ge 中的任一种或几种。

说明书全文

技术领域

发明涉及一种无铅软钎焊

背景技术

目前电子行业中常用的软钎焊料合金,由于锡铅合金具有 良好的润湿性导电性焊接性能很好且成本低,因此得到广泛应用。 但铅及其化合物对环境污染很大,会危害人类及生物体健康。从本世 纪初,世界各国对环保的要求日益严格。在电子焊接领域,很多发达 国家特别是美国和日本,早已开始无铅焊料方面的研究。很多国际企 业在常见的消费性产品生产时也都采用无铅焊料焊接,如MinDisc的 个人计算机、笔记本电脑、手机、电视、录放机等的主机板。可见无 铅焊料的市场潜巨大,随着社会的不断进步,必然取代有铅焊料成 为焊料的主流。但,无铅焊料在焊接性能方面仍有待改进,很多具有 先进技术的著名国际公司所使用的无铅焊料仍有不同程度的缺点,如 三菱使用的SnAgBiIn和SnCu焊料合金,东芝使用的SnAgCu焊料合 金,日立使用的SnAgCu和SnAgBi焊料合金,NEC使用的SnZn、SnCu、 SnZnBi与SnAgCu等。这些焊料合金中都存在线路板热整平上锡后, 当二次焊接时易出现堵孔及化现象。

发明内容

本发明的主旨在于提供一种抗氧化能力强、不易堵孔、性能良好 的无铅软钎焊料。
所述的无铅软钎焊料:以锡Sn为基底,进而加入以下按重量百分 比计的成份:Cu 0.1%~3.0%、金Au 0.01%~0.5%;
或者,所述的无铅软钎焊料:以锡Sn为基底,进而加入以下按重 量百分比计的成份:铜Cu 0.1%~3.0%、铂Pt 0.01%~0.5%;
或者,所述的无铅软钎焊料:以锡Sn为基底,进而加入以下按重 量百分比计的成份:铜Cu 0.1%~3.0%、金Au和铂Pt总份量为0.01%~ 0.5%;
第一优选的方案为:在上述焊料中进一步加入按重量百分比计, 含量不高于4%的Ag或含量不高于4%的铟In,或银Ag、铟In均 加入,二者总含量不高于4%。
第二优选的方案为:在上述焊料中进一步加入按重量百分比计, 含量为0.002~0.1%的镓Ga或磷P或锗Ge中的任一种或几种。
更为优选的方案为:在上述第一优选方案制得的焊料中,进一步 加入按重量百分比计,含量为0.002~0.1%的镓Ga或磷P或锗Ge中 的任一种或几种。
本发明的有益效果在于:所述的软钎焊料合金中不含铅这种对人 体有害的物质,满足了电子产品的无铅化焊接要求;焊料抗氧化性能 好,有效避免了二次焊接时的堵孔现象;而且所述焊料合金的制造方 法简单,易于在工业上实现。

具体实施方式

本发明所公开无铅软钎焊料,以Sn为基底,另包含有以下按重 量百分比计的成份:铜Cu 0.1%~3.0%、金Au和/或铂Pt 0.01%~0.5%。
优选的,在所述焊料中进一步加入按重量百分比计含量小于或等 于4%的银Ag和/或In铟。
更优选的,在所述焊料中进一步加入按重量百分比计为 0.002~0.1%的镓Ga或磷P或锗Ge中的任一种或几种。
在以Sn为主要原料的无铅焊料合金中加入Cu,可以增加焊料的 机械强度。但Cu的含量不能很大,因为Cu熔点较高,如果Cu含量大 会显著增加焊料的融化温度,减少焊料的润湿性。因此本发明以增加 焊料的机械强度而基本不影响焊料润湿性为前提,将Cu重量百分比含 量定为0.1%~3.0%。
Au、Pt两种物质均可改善焊料的抗氧化能力和通孔性能,同时对 改善焊料导电性也有帮助;尤其是要焊接金元器件时,可增加焊料 和元器件的亲合力,达到良好的焊接效果。
Ag、In的添加可以改善焊料熔点和可焊性。
P、Ga、Ge的添加可以改进焊料的浸润性,同时在熔融的焊料锅 内能净化液面,减少焊料锅表面金属氧化物的产生,从而减少焊料制 造过程中的损失,降低成本。但是焊料合金中P、Ga、Ge成份过多时 会在融化的焊料表面形成具有粘性的氧化层,引起焊接接头桥连等不 良现象,妨碍焊接质量。因此这三种金属的的添加量定于P或Ga或 Ge或三者之和按重量百分比计占总重量的0.002~0.1%。
本发明所述的无铅软钎焊料可采用如下方法制造:
(1)将锡加入石墨坩埚内进行熔化,熔后升温至1000~1200℃ 时加入一定量铜,待铜融化用搅拌棒搅拌均匀熔炼成液态锡铜合金, 静置一段时间后倒入铸模浇铸成锡铜合金锭取出;
(2)将锡加入石墨坩埚内进行熔化,熔后升温至1000℃左右加入 一定量金(如果加入铂,需升温至1700℃),熔化后用搅拌棒搅拌均 匀,静置一段时间后倒入铸模浇铸成合金锭再取出;
(3)将锡加入石墨坩埚内进行熔化,熔后升温至1000左右加入一 定量银,熔化后并搅拌均匀,静置一段时间后倒入铸模浇铸成合金锭 再取出;
(4)将上述步骤中制得的三种合金锭,加上镓或锗中的一种或两 种及余量的锡,按铜Cu 0.1%~3.0%、银4%、总量不超过0.01%~0.5% 金和/或铂、总量为0.002~0.1%的镓和/或锗,余量为锡Sn的配方比 加入不锈锅内进行熔炼,制成焊锡丝、焊锡条、锡粉、锡膏。
上述前三个步骤中,合金熔炼成液态后,一般静置30~40分钟 后浇铸。
所述步骤(4)中还可以加入铟In,银Ag和In铟的总量不超过 焊料总重量的4%。
如果在焊料中添加磷,则也需将磷和锡先放入石墨坩埚内熔化混 合制成合金锭,最后与步骤(1)~(3)中三种合金锭一起,按铜Cu 0.1%~ 3.0%、总量不超过4%银和/或铟、总量不超过0.01%~0.5%金和/或铂、 总量为0.002~0.1%的镓、锗、磷,余量为锡Sn的配方比加入不锈钢 锅内进行熔炼,制成焊锡丝、焊锡条、锡粉、锡膏。
声明的是,该方法中所用的原料均为工业精制原料。
本发明所述的无铅软钎焊料可制成各种形态,包括但不限于焊锡 丝、焊锡条、锡粉、锡膏。
实施例

上述仅为本发明优选实施例,这些实施例仅仅用于解释本发明而 不能理解为对本发明的限制,在不背离本发明权利要求中所请求保护 的范围的情况下,可以对上述实施方案进行各种改进和变化。
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