[发明专利]一种光电封装用无铅锡金合金焊料及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于LED封装等光电领域和对导电性能及散热性能要求较高的芯片封装行业，尤其涉及一种光电封装用无铅锡金合金焊料及其制作方法。

背景技术

在光电产业中，光电组件之构装方式大部分仍然以锡焊构装方式为主。而以往电子组件接合最常使用的焊锡以锡铅合金(锡-wt63％，铅-wt37％)及锡银铜合金(锡-wt96.5％，银-wt3％，铜-wt0.5％)两焊锡为主。锡铅焊锡由锡63％、铅37％重量百分比组成的合金，共融点为183℃，属于软焊焊料(Soft Solder)，其具有良好的润湿性(Wetting)、焊接性(Solderability)、抗腐蚀性(Anticorrosive)及适当的物理性质，又因为价格便宜及低熔点等种种优点，所以锡铅焊锡在过去几十年来一直无法被其它焊料取代。然而近年来环保意识增强，铅对人体的大脑、神经、肾脏、肝脏等造成的危害及对环境造成污染的问题，已经渐渐引起广泛的注意。因此许多工业国家也开始制订法案来限制含铅材料的使用，甚至欧盟lead-free禁令已在2008 年生效。因此，无铅焊料的研究已是热门的课题。 

目前业界普遍采用的光电封装技术是固晶胶粘接法和有铅锡膏回流焊法。固晶胶粘接法缺点是导电和导热效果差，很大程度上缩短了产品的使用寿命。而含铅之材料会对人体及环境造成伤害，更会间接影响到环境。有鉴于近几年环保问题逐渐被重视，目前在焊锡领域上，研究无铅及无助焊剂焊料或制程方式已经是一重要的趋势。

发明内容

针对现有技术中的不足之处，本发明提供了一种解决了用固晶胶粘接法的导电和导热不良问题以及铅对环境的污染问题的光电封装用无铅锡金合金焊料。该光电封装用无铅锡金合金焊料也解决了目前传统光电封装工艺所生产的产品散热不良导致产品使用寿命不长和焊接机械结合强度不足的问题。

同时，本发明还提供了一种实现上述目的的光电封装用无铅锡金合金焊料的制作方法。

本发明提供的一种光电封装用无铅锡金合金焊料，该合金焊料由下列重量份原料组成：锡：19～21和金：79～81。

进一步，该合金焊料由下列重量份原料组成：锡：20和金：80。

本发明提供的一种光电封装用无铅锡金合金焊料的制作方法，包括如下步骤：

A、在高温中频炉内按下列重量份加入原料：锡：1～10和金：90～99；待金完全溶化后制得锡金母合金溶液；

B、在锡金母合金溶液中加入锡进行稀释，使加入后的锡和金的重量份为：锡：19～21和金：79～81；

C、然后再加入适当比例的抗氧化剂，制得锡金焊料原料；

D、最后再制作成所需形状的锡金合金焊料。

进一步，在步骤B中，在锡金母合金溶液中加入锡后，锡和金的重量份为：锡：20和金：80。

本发明的一种光电封装用无铅锡金合金焊料及其制作方法与现有技术相比，具有如下优点：

1、本发明以锡和金以一定比例配置成熔点为280℃左右的无铅焊料，解决了用固晶胶粘接法的导电和导热不良问题以及铅对环境的污染问题。

2、锡和金配置的无铅焊料也解决了目前传统光电封装工艺所生产的产品散热不良导致产品使用寿命不长和焊接机械结合强度不足的问题。

3、本发明的光电封装用无铅锡金合金焊料以及由该方法制得的合金焊料具有延长光电元件的使用寿命、环保等的优点。

附图说明

    图1为光电封装用无铅锡金合金焊料的制作方法的流程图。 

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细地描述。

一种光电封装用无铅锡金合金焊料，该合金焊料由下列重量份原料组成：锡：19～21和金：79～81。

该合金焊料由下列重量份原料组成：锡：20和金：80。锡金合金中锡占20％，金占80％，合金熔点为280℃时它的共晶效果最佳。

一种光电封装用无铅锡金合金焊料的制作方法，制作该合金焊料的流程如图1所示，该方法包括如下步骤：

A、在高温中频炉内按下列重量份加入原料：锡：1～10和金：90～99；待金完全溶化后制得锡金母合金溶液；

B、在锡金母合金溶液中加入锡进行稀释，使加入后的锡和金的重量份为：锡：19～21和金：79～81；

C、然后再加入抗氧化剂（抗氧化剂可采用由磷、钾、锗等元素融入锡中制成），制得锡金焊料原料；

D、最后再制作成所需形状的锡金合金焊料，如锡金膜（片）、锡金球或其它形状锡金焊料。