[发明专利]一种适用于SnAgCu或SnCu焊料的抗氧化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种适用于SnAgCu或SnCu焊料的抗氧化剂，还涉及上述抗氧化剂的制备方法，属于锡焊料合金领域。

背景技术

自欧盟立法通过RoHS/WEEE指令以来，世界范围内掀起了无铅化研究的高潮。特别是人们对电子通讯产品的依赖性和使用量空前提高，因此电子产品的无铅化进程备受瞩目。作为电子产品中铅比重最大、用量最多的材料，锡铅焊料(钎料)逐步被无铅焊料取代。近年来，无铅焊料已经在研究和应用两方面都取得了长足发展。其中，Sn-Ag-Cu基、Sn-Cu基焊料在综合性能方面体现出一定的优势，成为了无铅焊料应用领域的主流方向。

在集成度和可靠性要求日益提高的现代电子封装工艺中，无铅焊料的性能要求更加全面和严格。焊料熔体表面氧化，会对焊料的润湿性、焊点外观、焊点可靠性等多种性能产生影响，因此这一问题已成为决定无铅焊料应用的关键问题。各种无铅焊料都不同程度地存在氧化问题。电子企业在实际应用中发现：Sn-Ag-Cu及Sn-Cu系焊料相对传统焊料氧化问题更为显著，在波峰焊工艺中锡渣(锡渣的主要成分为氧化锡)生成量普遍达到30％至40％，严重时可能达到50％，尤其是长时间高温加热条件下，伴随着流动和搅拌过程，合金元素烧损严重，不仅形成大量锡渣，而且各种成分损失速率不同造成的材料成分变化也会给焊点性能造成潜在隐患。

日本NihonSuperior公司开发发出Sn-Cu-Ni-Ge焊料是目前Sn-Cu基焊料中应用最为广泛的合金，这种合金除了可靠性优良之外，还显示出了良好的润湿性和抗氧化性。哈尔滨工业大学钱乙余教授是国内较早研究Sn-Cu基焊料抗氧化性的，他们通过在焊料中添加Ni、P、RE等元素，提高了Sn-Cu焊料的抗氧化性。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是提供一种适用于SnAgCu或SnCu焊料的抗氧化剂，添加了该抗氧化剂的SnAgCu或SnCu焊料表现出良好的抗氧化性能。

本发明还要解决的技术问题是提供上述适用于SnAgCu或SnCu焊料的抗氧化剂的制备方法。

发明内容：为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：

一种适用于SnAgCu或SnCu焊料的抗氧化剂，所述抗氧化剂为Sn-Be-Cu中间合金，其中，合金中Be的重量百分比含量为0.1～0.25％，合金中Cu的重量百分比含量为2～5％，余量为Sn。

上述适用于SnAgCu或SnCu焊料的抗氧化剂的制备方法，包括如下步骤：在熔锡炉中加入一定量的纯锡，对熔锡炉加热，当熔锡炉温度大于270℃时，按纯锡重量的5.3％加入箔带状的CuBe₂中间合金或CuBe₅中间合金，继续对熔锡炉加热，直至熔锡炉升温至400℃，启动搅拌机，对炉内混合液进行搅拌，直至炉内CuBe₂中间合金或CuBe₅中间合金完全熔化，清理熔融液表面的浮渣，进行铸造，浇铸得到所需重量的Sn-Be-Cu中间合金。

其中，所述Sn-Be-Cu中间合金的重量为100±5g的整数倍。

有益效果：本发明抗氧化剂中含有比重比锡元素轻的铍元素，铍元素具有较小的原子半径，因此其不仅可以在锡基合金焊料表面富集，还可以填补到锡基合金焊料的表面缝隙中，从而能够有效隔离或降低Sn与O的结合能力，从而添加在焊料里使焊料具有很好的抗氧化性能；另外，Be元素不会增大焊料的表面张力，从而使焊料具有更好的流动性，进而使焊料的焊接性能提高。

附图说明

图1为本发明适用于SnAgCu或SnCu焊料抗氧化剂的金相图。

图2为Sn-3％Ag-0.5％Cu焊料在250℃下氧化1h的表面比色分析图；

图3为实施例1的Sn-3％Ag-0.5％Cu焊料在添加抗氧化剂后于250℃下氧化1h的表面比色分析图；

图4为Sn-0.3％Ag-0.7％Cu焊料在250℃下氧化1h的表面比色分析图；

图5为实施例2的Sn-0.3％Ag-0.7％Cu焊料在添加抗氧化剂后于250℃下氧化1h的表面比色分析图；

图6为Sn-0.7％Cu焊料在250℃下氧化1h的表面比色分析图；

图7为实施例3的Sn-0.7％Cu焊料在添加抗氧化剂后于250℃下氧化1h的表面比色分析图。

具体实施方式