[发明专利]用于极端环境中的电子应用的高可靠性无铅焊料合金

说明书

本发明公开了无铅焊料合金，其基于锡并且包含银、铜、铋、钴和钛。该合金还可包含锑、镍或两者。银以按焊料的重量计3.1％至3.8％的量存在。铜以按焊料的重量计0.5％至0.8％的量存在。铋可以按焊料的重量计0.0％(或1.5％)至3.2％的量存在。钴以按焊料的重量计0.03％至约1.0％(或0.05％)的量存在。钛以按焊料的重量计0.005％至0.02％的量存在。锑可以按焊料的重量计1.0％至3.0％的量存在。焊料的余量为锡。

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年11月9日提交的名称为“HIGH RELIABILITY LEAD-FREE SOLDERALLOY FOR ELECTRONIC APPLICATIONS IN EXTREME ENVIRONMENTS”的美国临时专利申请号62/583,939，以及2018年6月28日提交的名称为“HIGH RELIABILITY LEAD-FREE SOLDERALLOY FOR ELECTRONIC APPLICATIONS IN EXTREME ENVIRONMENTS”的美国专利申请序列号16/022,345的权益。美国临时专利申请序列号62/583,939和美国专利申请序列号16/022,345的全部内容以引用方式并入本文。

技术领域

本公开整体涉及用于电子应用的无铅焊料合金。

背景技术

焊料合金广泛地用于制造和组装各种电子设备。传统上，焊料合金是锡-铅基合金。锡-铅基合金用于制备具有期望的材料特性的焊料，包括合适的熔点和浆态温度范围、润湿特性、延展性和热导率。然而，铅是高毒性、对环境有害的材料，其可导致广泛的有害效应。因此，研究致力于制备具有期望的材料特性的无铅焊料合金。

本公开涉及一种高可靠性无铅焊料合金，与某些现有技术合金相比，该高可靠性无铅焊料合金提供较低过冷温度、改善的热-机械可靠性以及在极端热和冷天气下的高温抗蠕变性。

发明内容

根据本公开的一个方面，无铅合金包含：3.1重量％至3.8重量％的银，0.5重量％至0.8重量％的铜；0.0重量％至3.2重量％的铋；0.03重量％至1.0重量％的钴；0.005重量％至0.02重量％的钛；和余量锡，以及任何不可避免的杂质。任选地，合金还可包含0.01重量％至0.1重量％的镍。

根据本公开的另一方面，无铅合金包含：3.8重量％的银，0.7重量％的铜；1.5重量％的铋；0.05重量％的钴；0.008重量％的钛；和余量锡，以及任何不可避免的杂质。任选地，合金还可包含0.05重量％的镍。

根据本公开的另一方面，无铅合金包含：3.1重量％至3.8重量％的银，0.5重量％至0.8重量％的铜；0.0重量％至3.2重量％的铋；0.05重量％至1.0重量％的钴；1.0重量％至3.0重量％的锑；0.005重量％至0.02重量％的钛；和余量锡，以及任何不可避免的杂质。任选地，合金还可包含0.01重量％至0.1重量％的镍。

根据本公开的另一方面，无铅合金包含：3.8重量％的银，0.8重量％的铜；1.5重量％的铋；0.05重量％的钴；1.0重量％的锑；0.008重量％的钛；和余量锡，以及任何不可避免的杂质。任选地，合金还可包含0.05重量％的镍。

应当理解，前述一般描述和以下详细描述均描述了各种实施方案，并且旨在提供用于理解所要求保护的主题的性质和特征的概述或架构。包括附图以提供对各种实施方案的进一步理解，并且被并入本说明书中并构成本说明书的一部分。附图示出了本文所述的各种实施方案，并且与说明书一起用于解释所要求保护的主题的原理和操作。

附图说明

本专利或申请文件包含至少一张彩色绘制的附图。带有彩色附图的本专利或专利申请公布的副本将在提出请求并支付必要费用后由专利局提供。