[发明专利]含Nd、Se和Ga的Sn-Ag-Cu无铅钎料

说明书

技术领域

本发明涉及一种含Nd、Se和Ga的Sn-Ag-Cu无铅钎料，属于金属材料类及冶金领域的钎焊材料。主要用于电子行业元器件的组装及封装，是一种钎焊性能（如润湿性能）良好、焊点（钎缝）力学性能优良的新型绿色、环保型无铅钎料。

背景技术

随着RoHS（The Restriction of the Use of certain Hazardous Substance in Electrical and Electronic Equipment）指令的生效，锡铅钎料的替代问题一直是电子行业技术人员研究的热点。目前具有代表性的无铅钎料有Sn-Ag-Cu、Sn-Cu、Sn-Cu-Ni等合金系，各有所长，但是和锡铅钎料相比，在钎料成本和钎料熔点方面等仍有一定的差距。Sn-Zn系钎料熔点、原材料成本均低于Sn-Ag-Cu、Sn-Cu、Sn-Cu-Ni系钎料，特别是Sn-Zn钎料熔点非常接近锡铅钎料，但是由于Sn-Zn系钎料润湿性能较差，因此目前还难以应用于工业化生产，仍需研究改进。

近年来国内外在Sn-Ag-Cu基础上开发出了“含Pr、Ni、Ga的Sn-Ag-Cu无铅钎料”（中国发明专利申请公开号， CN101537546A）、“ 含Nd、Li、As、In的Sn-Ag-Cu无铅钎料”（中国发明专利申请公开号， CN101579790A）、“含Pr、Zr、Co的Sn-Ag-Cu无铅钎料”（中国发明专利申请公开号，CN101579789A）以及“含Nd、Ni、Co的Sn-Ag-Cu无铅钎料”（中国发明专利申请公开号， CN101537547A）等多种“多元合金体系”的Sn-Ag-Cu钎料，它们与三元Sn-Ag-Cu合金相比在许多性能上有所改善，但是他们均有一个明显的“弱点”，即它们的银含量均在0.5％～4.5％，无论与Sn-Cu、Sn-Cu-Ni以及Sn-Zn钎料相比，还是与传统的Sn-Pb钎料相比，原材料成本均高出许多。由于白银是世界性“紧缺性”贵金属，除了自身价格高以外，其价格波动也很大，因此，研究发明低银乃至超低银的Sn-Ag-Cu无铅钎料以满足低成本、高品质制造的需要是近年来的“热点课题”。本项发明“含Nd、Se和Ga的Sn-Ag-Cu无铅钎料”，即是在这种技术背景下完成的。

发明内容

本发明的任务在于提供一种有助于显著降低银含量而藉以节约贵金属资源、有利于体现优异的润湿性能以及钎缝力学性能而藉以适用于电子行业的诸如波峰焊、再流焊、浸焊以及手工焊接和有益于保障绿色环保而藉以满足RoHS指令要求的含Nd、Se和Ga的Sn-Ag-Cu无铅钎料。

本发明的任务是这样来完成的，一种含Nd、Se和Ga的Sn-Ag-Cu无铅钎料，其组成为按质量百分比的0.01~0.5%的Ag，0.02~1.0%的Cu，0.001~0.5%的Nd，0.001~0.5%的Se，0.003~1.5% 的Ga，余量为Sn。

在本发明的一个具体的实施例中，所述的Cu与Ag的质量比为Cu︰Ag = 2︰1。

在本发明的另一个具体的实施例中，所述的Ga与Nd的质量比为Ga︰Nd= 3︰1。

本发明提供的技术方案由于在钎料中银的质量百分含量仅为0.01-0.5%，相对于已有技术显著减少，因而可节约属于战略资源的贵金属银；由于在Cu与 Ag之间找到了合理添加量的平衡点，因此不仅可以将银含量降至超低程度，而且可改善钎料的润湿性能，并且在配合市售的ＲＭＡ（中等活性的助焊剂）钎剂，钎缝力学性能可达到75MPa～85MPa（抗剪强度），抗拉强度可达到76MPa～88MPa，从而可适用于电子行业的诸如波峰焊、再流焊以及手工焊接；由于钎料中不含有RoHS指令限制使用的有害元素Pb，因而能满足制造行业绿色、环保、无铅无镉的需要。

附图说明

图１所示为配合市售的免清洗助焊剂并且在不同试验条件下当Ga与Nd的质量比为三比一时不同含量的Nd对Sn0.35Ag0.7Cu无铅钎料润湿时间的影响的示意图。

图2所示为配合市售的水溶性助焊剂并且在不同试验条件下当Ga与Nd的质量比为三比一时对Sn0.35Ag0.7Cu无铅钎料润湿时间的影响的示意图。

图3所示为配合市售的水溶性助焊剂，不同含量的Nd对Sn0.35Ag0.7Cu无铅钎料润湿时间的影响的示意图。

具体实施方式