專利名稱：一種無鉛焊料的制作方法
一種無鉛焊料技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金屬焊接用材料，特別是涉及一種不含鉛的無毒，無污染， 綜合性能優(yōu)越的無鉛焊料。背景技術(shù)：
焊料是金屬材料的焊接用材料，焊料的質(zhì)量將直接決定焊接的質(zhì)量。傳統(tǒng)的焊料是以錫和鉛為主要成分的Sn/Pb焊料，因其性能好且價格低廉, 而一直為人們廣泛使用。除機(jī)械行業(yè)，它也是電子產(chǎn)品組裝焊接中的主要 焊接材料。然而，正如人們所知，鉛及其化合物為有毒物質(zhì)，當(dāng)鉛以某種方式， 如呼吸，進(jìn)食，皮膚吸收等進(jìn)入人體后，將會抑制蛋白質(zhì)的正常合成功負(fù)fe, 危害人體中樞神經(jīng)，造成精神混亂、呆滯、生殖功能障礙、貧血、高血壓 等慢性疾病，且鉛對兒童的危害更大，它會影響兒童智商和正常發(fā)育。另 一方面，電子工業(yè)中大量使用的Sn/Pb合金焊料以及廢棄的含鉛的蓄電池 以及丟棄的含鉛的各種電子產(chǎn)品的PCB板都是造成污染的重要來源。近年來，限制甚至禁止^f吏用有鉛焊料的呼聲日益強(qiáng)烈，許多國家已開 始限制有鉛焊料在某些領(lǐng)域中的應(yīng)用。然而，由于無鉛焊料的制作涉及多 種因素，因此它尚處于起步階段。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明旨在適應(yīng)環(huán)保和保護(hù)人類健康的要求，而提供一種具有良好的 釬焊工藝性能，力學(xué)性能，抗蠕變疲勞特性，且無毒、無污染的無鉛焊料。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種無鉛焊料，該無鉛焊料是以錫為基料，并添加以重量百分比計的如下輔料組合而成 銀 0.03~7 銅 0. 5 ~ 1. 5鈰 0. 001 ~ 0. 02鎳 0. 005 ~ 1.0銦 0. 01 ~ 0. 5金 0.0005 - 1.0余量為錫。優(yōu)選地，該無鉛焊津牛是以錫為基料，并添加以重量百分比計的如下輔泮牛組合而成銀 3.5銅 0.3鈰 0.05鎳 0.5銦 0.25金 0.5余量為錫。該無鉛焊料的液相線溫度低于22(TC，工作溫度差小于3(TC-4(TC， 延伸率>20°/。，剪切強(qiáng)度〉30MPA，抗拉強(qiáng)度〉40N/mm2以上。 該無鉛焊料按如下工藝制作a、 將基料錫和各輔料按比例加入煉錫爐中熔化并攪拌均勻；b、 將熔化均勻的合金錫鑄造成條、錠或絲狀焊料。 在本發(fā)明的無鉛焊料中，銀(Ag)可以與基體錫(Sn)形成Sn-Ag共晶而降低焊料的熔點(diǎn)，提高焊料的力學(xué)性能，尤其Sn-Ag系焊料與Sn-Pb 焊料相比有著優(yōu)異的抗蠕變疲勞(在40。C以下電器中的焊點(diǎn)不出汗，比一般焊料耐高溫，同時在電器的有效使用期內(nèi)，焊點(diǎn)不產(chǎn)生長牙導(dǎo)電現(xiàn)象)的性能；添加銅(Cu )可以使Sn-Ag-Cu間形成三元共晶以降低焊料的熔點(diǎn)。 銅元素還可以^提高Sn-Ag系焊^牛的潤濕性，且銅元素的存在也可以提高焊 料的強(qiáng)度以彌補(bǔ)Sn-Ag焊料強(qiáng)度不足的缺點(diǎn)，延長電子元器件的使用壽命； 添加鈰(Ce)可使焊料表面生成鈰的抗氧化保護(hù)被膜，提高焊料的抗氧化 性能，降低熔點(diǎn)；添加銦(In )可使其順利應(yīng)用于電子行業(yè)的波峰焊接(焊 接時一般溫度可控制在24(TC一255。C的工作溫度之間)，因其液相線溫度最 好控制在260。C以內(nèi)，并且其固相線溫度及液相溫度之差不應(yīng)超過30°C_40 。C，增加它的光亮度，這樣不至于PCB板在焊接后由于過長的固相線及液 相線溫度之差而導(dǎo)致機(jī)械性能及結(jié)構(gòu)的變化，同時在使用過程中造渣量低， 在10%—20°/ 之間。以上合金構(gòu)成了液相線溫度低于220°C，工作溫度差小于 30°C~40°C,延伸率>20%,剪切強(qiáng)度"OMPA，抗拉強(qiáng)度M0N/mm2以上的無鉛 焊料合金；添加金(Au)可調(diào)節(jié)焊料的潤滑性、活性、密度、強(qiáng)度、拉力、 扭力、抗蠕變疲勞，增加焊點(diǎn)光澤度，提高焊料的抗氧化作用，使電器使 用壽命達(dá)二、三十年以上，更適用于航天電子、軍工電子及高科技電子技 術(shù)領(lǐng)域等。與傳統(tǒng)的Sn/Pb焊料相比，本發(fā)明的無鉛焊料具有良好的釬焊工藝性 能，力學(xué)性能，抗蠕變疲勞特性，且焊料外觀光亮。該無鉛焊料無毒，無 污染，符合環(huán)保要求，且綜合性能優(yōu)越，能滿足電器元件和電子元件在電 路板及電板接合上焊接的要求。具體實施方式
按重量^f分取35(H分銀，100份銅，l份鈰，50份鎳，25份銦，50份金 及9424份錫混合，并加入煉錫爐中熔化并攪拌均勻，再將熔化均勻的合金 錫通過常規(guī)工藝鑄造成條、錠或絲狀焊料。按上述工藝制備的無鉛焊料的液相線溫度低于22(TC,工作溫度差小于35°C，延伸率>20%,剪切強(qiáng)度〉30MPA，抗拉強(qiáng)度〉40N/mm2以上。
權(quán)利要求
1、一種無鉛焊料，其特征在于，它是以錫為基料，并添加以重量百分比計的如下輔料組合而成銀0.03～7銅0.3～1.5鈰0.001～0.05鎳0.005～0.8銦0.01～0.5金0.0005～1.0余量為錫。
2、 如權(quán)利要求1所述的無鉛焊料，其特征在于，它是以錫為基料，并 添加以重量百分比計的如下輔料組合而成銀 3. 5銅 1 鈰 0. 01鎳 0. 5錮 0. 25金 0. 5余量為錫。
3、 如權(quán)利要求1所述的無鉛焊料，其特征在于，該無鉛焊料的液相線 溫度低于22(TC,工作溫度差小于30。C 4(TC,延伸率>20°/ ,剪切強(qiáng)度 〉3畫PA,抗^立強(qiáng)度〉40N/mm"以上。
4、 如權(quán)利要求1所述的無鉛焊料，其特征在于，該無鉛焊料按如下工 藝制作a 、將基料錫和各輔料按比例加入煉錫爐中熔化并攪拌均勻；b、將熔化均勻的合金錫鑄造成條、錠或絲狀焊料。
全文摘要
一種無鉛焊料，該無鉛焊料是以錫為基料，并添加以重量百分比計的如下輔料組合而成銀0.03～7，銅0.3～1.5，鈰0.001～0.50，鎳0.005～0.8，銦0.01～0.5，金0.0005～1.0，余量為錫。本發(fā)明的無鉛焊料具有良好的釬焊工藝性能，力學(xué)性能，抗蠕變疲勞特性，且無毒、無污染。
文檔編號B23K35/26GK101214590SQ200810065060
公開日2008年7月9日 申請日期2008年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月15日
發(fā)明者陳煜偉, 陳秋富 申請人:深圳市愛佳法實業(yè)有限公司