[其他]半导体致冷器焊料

说明书

本发明提供了一类用于半导体致冷器的钎焊料。本系列钎焊料以Ｂｉ－Ｓｂ作为基质合金。在此基础上加入适量的Ｓｎ、Ｌｉ、Ｐ、Ｃｏ、Ｎｉ完成焊料的设计。本系列钎焊料共有八种配方。这类钎焊料可以解决导流材料和半导体材料的同时可焊问题，使用温度可达３００℃，而且钎接点牢固、抗氧化耐水蚀。钎接在空气中进行，也不需要进行预先润湿处理。可用于半导体致冷器技术中，钎接铜、铁、镍、金、银、铂等金属材料与Ｂｉ－Ｓｂ－Ｓｅ－Ｔｅ系列的半导体温差电材料。

本发明涉及一种新型焊料，特别是用于半导体致冷器的焊料。

现有同类焊料中，以Usup3，566，512（1971）和Francep 2，047，727（1971）两种焊料为优，但这两种焊料尚存在如下问题：焊接时需要在氢气或惰性气氛中进行，其次，France专利焊料还需预润处理。工艺成本高，操作复杂，生产中很不方便且成本较高。由于这类焊料的焊接对象一个是金属材料，一个是半导体材料。对这两类性质差异很大的材料，要做到同时可焊，且由于电堆是在一定的温差下工作的，存在热膨胀问题，因而对焊料的要求很高。

本发明的目的是：1.用一种焊料就能实现导流材料（金属）和半导体材料的同时可焊，为市场提供一种能适于自动焊接的新型焊料。2.提高焊料的使用温度。3.从焊料成分与半导体材料的相容性原则出发，探讨最佳方法。

用于半导体致冷器的焊料，对于两种焊接对象，要求既要焊接牢靠，又要不引起半导体材料的明显掺杂。而且焊接点的抗张强度，耐温性能要求都较高。完成本发明的方案是：以Bi-Sb作为基质合金，在此基础上加入下列元素：

①加入Sn-Li合金;②加入Sn-P合金

③加入一定量的Ni;④加入一定量的Co。

此外所选用的材料均不会引起把半导体有害掺杂。加入上述元素的用意还在于：它们对铜、铁、镍、金、银、铂以及半导体温差电材料都具有很好的浸润性。而且适当地调整配方，可以方便的改变焊料的熔点。从而适应焊接的要求，以下列出本系列焊料的八种配方，命名为BLH系列焊料。

①（10＃） 熔点245℃

Bi0.833 Sb0.093 Sn-Li（含Li2%）0.074

②（27#） 熔点250℃

Bi0.833 Sb0.093 Sn-Li（含Li2%） 0.037 Sn-P（含P1%）0.037

③（48#） 熔点243℃

Bi0.800 Sb0.100 Sn-P（含P1%）0.100

④（209＃） 熔点305℃

Bi0.8807 Sb0.1101 Ni0.0092

⑤（712#） 熔点304℃

Bi0.8649 Sb0.1081 Co0.0270

⑥（56＃） 熔点272℃

Bi0.8000 Sb0.0889 Ni0.0444 Sn-P（含P1%）0.0667

⑦（208#） 熔点287℃

Bi0.8000 Sb0.1048 Ni0.0476 Zn0.0476

⑧（714#） 熔点267℃

Bi0.7600 Sb0.0900 Ni0.0400 Sn-P（含P1%）0.0600 Co0.0500