[发明专利]一种耐腐蚀低温焊接材料

说明书

本发明提供了一种耐腐蚀低温焊接材料，焊接材料包含以质量百分含量计的以下组分：Bi为15%，In：8％，Ga：0.1％，Mn：2％，Ca为0.3%，B为0.8%，其余为Sn；所述焊接材料的制造方法包括：a.将原料置入熔解用坩埚，将上述原料熔解后，充分搅拌；b.然后将上述熔解后的原料降温至500℃‑600℃，维持15‑20分钟；c.取出熔解合金表面的杂质，然后入模即可。本发明实现不同金属相相互促进，协同作用，最终实现了焊料的耐腐蚀和力学性能增强，具有意料不到的技术效果。

技术领域

本发明涉及一种耐腐蚀低温焊接材料。

背景技术

电子封装行业中，元器件之间的连接以焊接材料为主，传统的焊料主要是锡铅焊料，铅本身带有剧烈毒性，会造成长期的污染，对环境及人体的危害不言而喻，而为了满足环保要求，锡铅焊料将逐步被无铅焊料所代替。目前研究的无铅焊料体系主要有SnAg、SnCu、SnZn、SnBi等体系，熔化温度都在250℃以下，所形成的焊点在使用温度接近150℃～200℃时可靠性大大降 低，因而在有特殊需要的场合，比如在高温气氛下(例如接近车用发动机)工作 的电子元器件，就需要使用耐高温的焊料。另外在焊接工艺的前期步骤中，也需要使用高温焊料。目前，钎焊中普遍使用的高熔点焊料主要是SnPb95等含铅焊 料，能替代这种焊料的无铅焊料还没有发展，所以强烈需要一种可以替代高温含铅焊料的材料以满足需求。另外，在通常使用的焊接过程中，都需要加热到焊料的熔点温度或者熔点温 度以上，这样使得焊接部位的温度过高，易引起部件发生热变形和扭曲，所以焊接温度不能太高。为了避免这种现象发生，需要一种焊接方法和焊接材料，能够实现在相对较低的温度下焊接，而焊接后的界面和焊点能够耐高温。

异性金属熔焊的条件是母材和焊接材料必须都熔化并且共同组成焊缝金属，该焊缝金属不是一条截然的界线，它们之间存在着熔合区，熔合区包括焊缝中的未混合区和母材中的半熔化区，其成份与母材与焊缝都不同，且往往是介于两者这间，实际上形成化学成份过渡层，焊缝金属与母材金属化学成份差别愈大愈不容易充分混合，则过渡层愈明显，过渡层可以通过某些工艺措施加以适当控制。目前的低温焊接材料的耐腐蚀和力学性能都不令人满意。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种耐腐蚀低温焊接材料，制备得到焊料具有提高的耐腐蚀和力学性能增强。

一种耐腐蚀低温焊接材料，其特征在于，焊接材料包含以质量百分含量计的以下组分： Bi，In，Ga，Mn，Ca，B，其余为Sn，其中Mn 、Ca与B的比例为1-2： 0.3-0.5： 0.4-0.8。

进一步地，焊接材料组成成份如下：Mn 、Ca与B的比例为1.5： 0.4： 0.2。

进一步地，焊接材料组成成份如下： Bi为15-25%，In：4-8％，Ga：0.1-0.3％，Mn：1-2％，Ca为0.3-0.5%，B为0.4-0.8%，其余为Sn。

进一步地，焊接材料组成成份如下Bi为20%，In：6％，Ga：0.2％，Mn：1.5％，Ca为0.4%，B为0.6%，其余为Sn。

一种制造上述的焊接材料的制造方法，其特征在于，该制造方法包括：

a.将原料置入熔解用坩埚，将上述金属熔解后，充分搅拌；

b.然后将上述熔解后的金属降温至500℃-600℃，维持15-20分钟；

c.取出熔解合金表面的杂质，然后入模即可。

进一步地，步骤a中先按一定比例添加Sn，Bi，In四种金属，熔解后按一定比例添加Ga，Mn，Ca金属，最后添加B。

进一步地，制备过程为无氧环境。

进一步地，B为通过高能研磨1-2小时后制备得到。

进一步地，步骤a中坩埚的温度为700-800℃。