[发明专利]一种锡银铜无铅钎料合金

说明书

技术领域

本发明涉及一种无铅化电子组装用无铅钎焊合金，尤其是一种锡银铜无铅钎料合金。

背景技术

在人类意识到铅对环境和人类危害并开始制定相关法规以前，电子工业中电子封装与组装中普遍使用的是Sn-Pb合金。其合金的共晶成分Sn63-Pb37的熔点为183℃，具有优异的润湿性及焊接性，导电性及力学性能，而且成本较低。但是Pb及含Pb的化合物属危害人类健康和污染环境的有毒有害物质，应该被禁止使用。欧盟双指令ROHS和WEEE规定自2006年7月1日所有成员国进入市场的电力电子产品不能含有铅、汞、镉、六价铬、PBB和PBDE六种有毒有害物质。因此电子工业中需要一种无铅的焊料合金来替代传统的Sn-Pb焊料合金。经过各国专家和学者的不懈努力，经研究发现Sn-Ag-Cu系列无铅钎料合金凭借其优秀的综合性能称为替代传统Sn-Pb钎料合金最佳的选择之一。同时Sn-Ag-Cu系列合金也是美国NEMI(National Electronics Manufacturing Initiative)、英国DTI(Department of Trade and Industry)、Soldertec(The SolderTechnology Center)等的推荐使用的无铅钎料合金，并在电子行业中普遍应用。基于Sn-Ag-Cu系，美国专利US4778733提出由Sn-Ag(0.05～3％)-Cu(0.7～6％)组成的无铅焊料合金；美国专利US5527628叙述了组成为93.6Sn-4.7Ag-1.7Cu的无铅焊料合金；美国专利US5863493给出了Sn-Ag(2.0～5.0％)-Cu(0～2.9％)无铅钎料合金；另外美国专利US4758407在Sn-Ag(0～5.0％)-Cu(3.0～5.0％)基础上添加元素Ni；美国专利US6179935则在Sn-Ag(0～4.0％)-Cu(0～2.0％)基础上添加微量元素Ni和Ge。中国专利03110895.4在Sn-Ag(0.5～5.0％)-Cu(0～2.0％)的基础上添加微量元素P(0.01～1％)。在Sn-Ag-Cu系列无铅钎料合金中，最典型的合金成分是三元共晶点附近Ag重量百分含量在3.0～4.0wt％之间，Cu重量百分含量在0.5～1.0wt％之间，Sn为余量。

虽然Sn-Ag(3.0～4.0)-Cu(0.5～1.0)合金同其他的无铅钎料合金相比具有优异的综合性能，是无铅钎料合金替代Sn-Pb钎料合金最佳的选择之一。但是由于其成分含有贵金属Ag，因此以Sn-3.0Ag-0.5Cu钎料合金的计算，其成本是传统的63Sn-37Pb钎料合金的2.6倍之多，而且随着Ag的不断消耗，Ag的价格不断上涨，所以成本的增加倍受广大电子制造商的关注，给制造商的压力也越来越大。在保证焊接可靠性的前提下，降低成本是如今无铅化电子制造商首先考虑的问题。

发明内容