[发明专利]无铅焊料合金及其用途

说明书

本发明涉及一种无铅焊料合金，其组成成份按重量百分比包括：86％‑94％的锡(Sn)，5％‑10％的锑(Sb)和0.5％‑4％的铜(Cu)。

技术领域

本发明涉及一种无铅焊料合金组合物。

背景技术

在已知的方式中，为了加工电子元件或将电子元件彼此连接或将电子元件连接到电子板，常常使用含铅焊料合金，其具有约300℃的高熔点。但是由于法规的限制，此种以铅为主的合金不能再使用了。为了替代上述合金，已知地使用锡-银-铜合金，其简称为“SAC合金”。特别地，已知SAC305合金，其包括重量百分比约3％的银和重量百分比约0.5％的铜，并且具有217℃-220℃的熔化温度。

在超过150℃的工作温度下，这种SAC305合金的性能不如含铅合金。在石油、航空、汽车和其他领域中经常达到这样的工作温度。此外，这种SAC305合金在面临-40℃-+150℃的热冲击时表现得不是很稳健。因此，有必要寻求一种合金，其在200℃以下或理想地在230℃以下不会再熔化，并且在热循环、导电性和导热性和机械强度方面与含铅合金一样可靠。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种具有良好可靠性的焊料合金，以用于诸如波峰焊、回流焊、浸焊、线焊和选择性焊接的各种焊接工艺。

为此，本发明涉及一种无铅焊料合金，其组成成份按重量百分比包括：86％-94％的锡(Sn)，5％-10％的锑(Sb)，和0.5％-4％，优选地1％-4％的铜(Cu)。

优选地，所述无铅焊料合金的组成成份按重量百分比包括：88％-94％的锡(Sn)，6％-9％的锑(Sb)，和0.5％-2.5％的铜(Cu)。

更优选地，所述无铅焊料合金的组成成份按重量百分比包括：88％-93％的锡(Sn)，6％-9％的锑(Sb)，和1％-3％的铜(Cu)。

有利地，此焊料合金对于实施回流工艺而言具有最佳的熔化温度和相位图。与常规的SAC合金(锡银铜合金)相比，此焊料合金的机械强度提高了50％以上，润湿性能提高，并且热导率提高。有利地，根据本发明制造的无铅焊料合金的成本被显著降低，优选地降低了约50％。优选地，导热性大于60W.m^-1.K^-1，优选地在60W.m^-1.K^-1至65W.m^-1.K^-1之间。优选地，润湿性小于25°。

优选,所述无铅焊料合金的组成成份仅包括：锡(Sn)、锑(Sb)和铜(Cu)。

优选地，所述无铅焊料合金的组成成份按重量百分比包括：90％-92％的锡(Sn)，7％-8％的锑(Sb)，和1％-2％的铜(Cu)。

根据本发明的一个方面，所述无铅焊料合金的组成成份按重量百分比包括:90％-92％的锡(Sn)。

根据本发明的另一方面，所述无铅焊料合金的组成成份按重量百分比包括：7％-8％的锑(Sb)。

根据本发明的另一方面，所述无铅焊料合金的组成成份按重量百分比包括：1％-2％的铜(Cu)。

优选地，所述无铅焊料合金的组成成份按重量百分比包括：90.6％-91.4％的锡(Sn)，7.3％-7.7％的锑(Sb)，和1.3％-1.7％的铜(Cu)。

优选地，所述无铅焊料合金的组成成份按重量百分比包括：90.5％-91.5％的锡(Sn)，7.3％-7.7％的锑(Sb)，和1.3％-1.7％的铜(Cu)。

本发明还涉及一种复合焊料合金，其包括如上所述的无铅焊料合金和重量百分比为5％-25％的银或铜颗粒。优选地，所述复合焊料合金仅由无铅焊料合金和银或铜颗粒组成。这种复合焊料合金提供了改良的导热性和导电性。