[发明专利]无铅钎料、其制备方法、其应用、钎料型材和电子元器件

权利要求书

1.一种无铅钎料，其特征在于，包括如下质量百分比含量的原料：56.5-58.5％铋、0.1-1.0％稀土金属和0.05-0.5％纳米颗粒，余量为锡及不可避免的杂质；

优选地，所述稀土金属的熔化温度和分解温度均大于钎焊温度；

优选地，所述稀土金属选自铒、铼、锑中的至少一种，更优选为铒；

优选地，所述纳米颗粒的粒径小于50nm；

优选地，所述纳米颗粒选自纳米金属、纳米金属间化合物和碳纳米管中的至少一种，进一步优选为TiO₂、GNSs、Cu、Ag中的至少一种，更优选为TiO₂；

优选地，所述无铅钎料为Sn-Bi共晶钎料。

2.根据权利要求1所述的无铅钎料，其特征在于，所述无铅钎料中包括如下质量百分比含量的原料：57-57.9％的铋、0.25-0.5％的铒和0.15-0.25％的TiO₂，余量为锡及不可避免的杂质；

优选地，所述无铅钎料包括如下质量百分比含量的原料：57.9％的铋、0.25％的铒和0.15％的TiO₂，余量为锡及不可避免的杂质。

3.根据权利要求1所述的无铅钎料，其特征在于，铋、锡、铒和TiO₂的纯度均在99.95％以上；

TiO₂的粒径为10～20nm。

4.如权利要求1-3任一所述的无铅钎料的制备方法，其特征在于，将锡、铋、稀土金属和纳米颗粒混合熔炼后形成所述无铅钎料。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，混合熔炼包括：将锡、铋、稀土金属和纳米颗粒进行机械混合形成混合物料，优选地，机械混合为球磨；

更优选地，球磨的工艺条件为：球磨介质为Al₂O₃陶瓷球，球磨速度为300～500r/min，球磨时间为30min～2h。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，混合熔炼还包括：将所述混合物料在表压为6-12MPa的条件下进行压片，而后在200-300℃的温度下熔炼5-15分钟。

7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，熔炼后进行冷却成型；

优选地，冷却介质为液氮；

冷却成型的操作包括：将熔炼后的混合物料浇注至经液氮冷却的模具中。

8.一种钎料型材，其特征在于，其通过权利要求1-3任一项所述的无铅钎料制备得到，或通过权利要求4-7任一项所述的制备方法制备得到，优选地，所述钎料型材为钎料条、钎料丝、钎料片或钎料球。

9.权利要求1-3任一项所述的无铅钎料在电子封装中的应用；

优选地，利用所述无铅钎料进行软钎焊。

10.一种电子元器件，其特征在于，其利用权利要求1-3任一项所述的无铅钎料制备得到。