[发明专利]一种含Ga和Nd的Sn-Ag-Cu无铅钎料有效

专利信息
申请号: 201811097248.9 申请日: 2018-09-20
公开(公告)号: CN109048115B 公开(公告)日: 2020-11-13
发明(设计)人: 薛鹏;梁伟良;王克鸿;裴夤崟;孙华为 申请(专利权)人: 南京理工大学
主分类号: B23K35/26 分类号: B23K35/26
代理公司: 南京理工大学专利中心 32203 代理人: 刘海霞
地址: 210094 *** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 一种 ga nd sn ag cu 无铅钎料
【说明书】:

本发明公开了一种含Ga和Nd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。所述的Sn‑Ag‑Cu无铅钎料按质量百分数计包括0.1~0.35%的Ag,0.1~1.0%的Cu,0.125~0.5%的Ga,0.025~0.1%的Nd,0.002~0.006%的Zr,0.001~0.003%的Te,余量为Sn,其中Ga与Nd的质量比为5︰1,Zr与Te的质量比为Zr︰Te=2︰1。本发明的钎料具有良好的润湿性能,能有效地抑制钎焊接头锡须的生长,大大地提高了钎焊接头的可靠性,可用于电子行业元器件的再流焊(回流焊)并能兼顾用于波峰焊。

技术领域

本发明涉及一种含Ga和Nd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。

背景技术

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。

近年来国内外在Sn-Ag-Cu基础上开发出了“含Pr、Zr、Co的Sn-Ag-Cu无铅钎料”(中国专利申请,CN101579789A)、“含Nd、Li、As、In的Sn-Ag-Cu无铅钎料”(中国专利申请,CN101579790A)、“含Pr、Ni、Ga的Sn-Ag-Cu无铅钎料”(中国专利申请,CN101537546A)以及“含Nd、Ni、Co的Sn-Ag-Cu无铅钎料”(中国专利申请,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,但是它们均有一个明显的“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”。虽然“含Nd和Ga的Sn-Ag-Cu无铅钎料”将Ag含量降低至 0.01~0.5%范围,但是,其中稀有元素Ga的含量0.003~1.5%仍显偏高,且当稀土元素 Nd达到0.001~0.5%的上限0.5%时,钎焊接头易产生对电子产品影响巨大的隐患——锡须。据国家知识产权局专利局专利审查协作湖北中心张素敏2017年7月发表在《技术与市场》上的“Sn-Ag-Cu无铅焊料专利技术综述”一文报道,近年来中国在Sn-Ag-Cu 无铅焊料这方面的研究比较少,因此,急需研发高性能、低成本、无锡须产生、高可靠性的Sn-Ag-Cu无铅钎料,以满足电子行业高速发展的需要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种有助于节约稀、贵金属资源、具有优异的润湿性能以及钎缝力学性能,适用于电子行业的诸如再流焊(回流焊)并能兼顾用于波峰焊、满足 RoHS指令要求的高性能、低成本、无锡须产生、高可靠性的含Ga和Nd的Sn-Ag-Cu 无铅钎料。

实现本发明的目的的技术方案如下:

含Ga和Nd的的Sn-Ag-Cu无铅钎料,按质量百分数计包括:0.1~0.35%的Ag, 0.1~1.0%的Cu,0.125~0.5%的Ga,0.025~0.1%的Nd,0.002~0.006%的Zr,0.001~0.003%的Te,余量为Sn,其中Ga与Nd的质量比为5︰1,Zr与Te的质量比为2︰1。

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