[发明专利]一种无铅铟锡基焊料合金的制备方法及制得的焊料合金

说明书

本发明公开一种无铅铟锡基焊料合金的制备方法，包括以下步骤：(1)制粉：将以下重量百分比的原料混合：45‑50％In粉、45‑50％Sn粉、3.5‑6.1％Bi粉、0.02‑0.08％Tb粉、0.1‑0.7％Zr粉、0.7％Fe粉、余量为Se粉；(2)烧结：将步骤(1)中混合的粉末置入石墨模具中，然后将模具放入放电等离子烧结炉中，抽真空，烧结压强不超过50Mpa，升温速率为50℃/min，温度升至520℃后保温5min，随炉冷却后即制得无铅铟锡基焊料合金。本发明还提供由上述制备方法制得的焊料合金。本发明的有益效果在于：采用本发明制备方法制得的无铅铟锡基焊料合金熔点较低，且具有良好的润湿性能。

技术领域

本发明涉及焊料合金技术领域，具体涉及一种无铅铟锡基焊料合金的制备方法及制得的焊料合金。

背景技术

焊接技术在整个工业领域的应用非常广泛，特别的在电子产品制造领域，需要用到各种的焊接方法，常用的一种方法是软钎焊，软钎焊技术原理是将焊料与焊件一同加热到焊料的熔化温度，在低于焊件的熔点下使得焊料熔化从而浸润焊接面，在焊料与焊件之间会通过原子间的扩散形成新的合金，完成整个焊接过程。而钎焊中最普遍最常用的是锡焊。

铅锡合金作为一种非常普遍使用的焊接材料，其中铅具有毒性，会对人体和自然环境造成很大的伤害，所以关于无铅化的焊料研究引起了人们的广泛关注。对无铅化焊料的几大要求是：1、铅含量要低于0.1％；2.具有良好的导电导热性能；3.具有良好的机械可加工性能；4.成本低、5.添加成分不宜过度复杂，难以回收。如公开号为CN101257995A的专利申请公开一种焊接剂组合物，该组合物包括锡、铟、银和铋，并且包括大约30％到85％的锡和大约15％到65％的铟，还可进一步包括铜。并进一步限定银的含量为1％到10％，铋的含量为0.25％到6％，铜的含量为0.25％到0.75％。

但是在后续的研究中发现了许多问题，与传统使用的铅锡焊料相比，其他焊料浸润性差，熔点也较高，这表明需要提高焊接时的温度，可能会对电子元器件带来损害。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于现有技术中的焊料合金熔点较高，在焊接过程中易对电子元件造成损害，提供一种无铅铟锡基焊料合金的制备方法。

本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：

一种无铅铟锡基焊料合金的制备方法，包括以下步骤：

(1)制粉：将以下重量百分比的原料混合：45-50％In粉、45-50％Sn粉、3.5-6.1％Bi粉、0.02-0.08％Tb粉、0.1-0.7％Zr粉、0.7％Fe粉、余量为Se粉；

(2)烧结：将步骤(1)中混合的粉末置入石墨模具中，然后将模具放入放电等离子烧结炉中，抽真空，烧结后，随炉冷却后即制得无铅铟锡基焊料合金。

有益效果：采用本发明制备方法制得的无铅铟锡基焊料合金熔点较低，且具有良好的润湿性能。

本发明制备方法简单，具有低能耗、省时间、高效率的优点。

优选地，所述步骤(1)中将以下重量百分比的原料混合：45％In粉、45％Sn粉、6.1％Bi粉、0.02％Tb粉、0.1％Zr粉、0.7％Fe粉、余量为Se粉。

有益效果：当无铅铟锡基焊料合金的原料为上述百分比时，制得的焊料合金固相线温度为220℃，液相线温度为228℃，剪切强度为38N/mm²。

优选地，所述步骤(1)中将以下重量百分比的原料混合：46％In粉、47％Sn粉、4.5％Bi粉、0.05％Tb粉、0.4％Zr粉、0.7％Fe粉、余量为Se粉。