[发明专利]抗氧化低银无铅焊料合金

说明书

技术领域：

本发明涉及一种无铅焊料合金，特别是一种波峰焊用的抗氧化低银无铅焊料合金。

背景技术：

Sn-Pb合金以其优异的润湿性、焊接性、导电性、力学性能、成本较低等特点，成为目前电子工业中电子封装与组装的典型的焊料合金。但是Pb及含Pb化合物是危害人类健康和污染环境的有毒有害物质。目前，日本、欧盟及美国都相继制订了自己的焊料无铅化进程，WEEE(Waste Electricaland Electronic Equipment)和RoHS(Resbictionof Hazrdous Subsfances)指令已强制要求自2006年7月1日起，在欧洲商场上销售的电子产品应为无铅的电子产品。

Sn-3.0Ag-0.7Cu系无铅焊料是现有波峰焊用无铅焊料合金中综合性能最好的无铅焊料，但因含有3.0％以上的Ag，成本高。Sn0.7Cu共晶合金以其价格便宜、原材料供应充足、焊料合金元素易回收、良好的机械性能、可加工性以及较传统SnPb焊料焊点高的可靠性等优点而成为波峰焊用无铅焊料的首先合金之一。然而，对于Sn-Cu系焊料合金来说，焊料合金在熔炼过程中易产生组织偏析现象，其铺展性尚显不足。高Sn含量的Sn-Cu系无铅焊料合金在使用过程中氧化倾向也会增大。此外，在波峰焊接过程中，Sn0.7Cu无铅焊料合金还存在着一些较突出的问题，如焊点的桥联和印刷电路基片中的Cu易发生向熔融焊料中的溶解。前者易造成焊点的短路现象，后者不仅导致熔融焊料成分的改变，并且还易形成Cu₆Sn₅金属间化合物相(该相密度低于Sn0.7Cu合金)导致熔融焊料合金易发生分层现象而缩短了焊料的使用寿命。

本发明公开一种抗氧化的低银的Sn-Ag-Cu系无铅焊料，其合金重量组成是：Ag：0.10～0.55％；Cu：0.5～1.0％；X：0.0005～0.1％(其中X指P、In和/或Ge或Ga或Ce)，余量为Sn。

本发明具有Sn-3.0Ag-0.7Cu系无铅焊料的相近的综合性能，同时成本接近现有波峰焊用Sn-0.7Cu-0.01Ni无铅焊料合金的成本，可用于各种无铅焊料产品，如母合金、焊条块、焊丝、微型焊球、焊粉和焊膏，特别适用于微电子工业中的电子封装技术。与锡铅焊料合金相比，本发明合金不含有毒元素铅，能广泛地应用于电子工业及通用工程。)

发明内容：

本发明的目的在于提供一种抗氧化低银无铅焊料合金，它可解决Sn-Cu系无铅焊料合金在使用过程中焊料锅表面易氧化和焊点桥联以及润湿性不足等问题，且综合性能又与Sn-3.0Ag-0.7Cu系无铅焊料相当。

本发明的技术方案为：一种抗氧化低银无铅焊料合金，它包含以下重量百分比的成份：Ag：0.10～0.55，Cu：0.5～1.0，余量为Sn。

上述无铅焊料合金中，进一步添加重量0.001～0.1的P。

上述无铅焊料合金中，进一步添加重量百分比为0.005～0.1的In。

上述无铅焊料合金中，进一步添加重量百分比为0.0005～0.01的Ge或Ga或Ce或它们的组合。

本发明所涉及的抗氧化低银无铅焊料合金具有比Sn0.7Cu0.01Ni无铅焊料合金更优良的钎焊性能，综合性能与Sn-3.0Ag-0.7Cu系无铅焊料相当。