[发明专利]一种锡基复合钎料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种锡基复合钎料，该锡基复合钎料由三层组成，上、下两层均为Sn‑P‑Ni三元合金；中间层为Sn‑Ag‑Ti三元合金；Sn‑P‑Ni三元合金按重量百分比包括：P 0.01‑0.15％、Ni为0.02‑2.5％，余量为Sn；Sn‑Ag‑Ti三元合金按重量百分比包括：Ag 2.0‑4.5％、Ti 3.0‑5.0％，余量为Sn。所述锡基复合钎料是按Sn‑P‑Ni三元合金带材/Sn‑Ag‑Ti三元合金带材/Sn‑P‑Ni三元合金带材顺序叠合得到三明治结构，经轧制复合，扩散退火，精轧，得到。相较于现有的Sn‑Ag‑Ti三元合金具有更优异的抗氧化性、润湿性、铺展性。

技术领域

本发明属于焊接材料领域，尤其涉及一种锡基复合钎料及其制备方法。

背景技术

Sn-Pb焊料以其焊接性能好、在Cu基板上的润湿性能良好、熔点低等优点，长期以来被广泛应用于现代电子线路板的连接和组装中。但由于铅及其化合物属于有毒物质，长期使用会给人类生活环境和安全带来较大的危害，因此，在电子制造业实行无铅化已势在必行。

近年来，开发的无铅焊料主要包括Sn-Ag系、Sn-Cu系、Sn-Ag-Cu系无铅焊料。其中，Sn-3.5Ag钎料由于具有较好的综合性能，成为应用较广泛的Sn-Pb钎料替代品。但是，由于相较于传统的Sn-37Pb共晶钎料，Sn-3.5Ag钎料中Sn含量高达90％以上，更易被氧化。经分析所形成的氧化膜主要成分为SnO、SnO₂等，这种氧化膜形成后对保护熔体表面防止进一步氧化的作用不强，抗氧化性较差。除此之外，现有的无铅焊料与Sn-Pb焊料相比，在润湿性、铺展性方面也有较大差距。特别是，随着陶瓷材料在集成电路基板、电子封装等电子领域应用越来越多，如何提高无铅焊料的浸润性，尤其是对陶瓷材料的浸润性，显得尤为重要。

因此，亟待开发一种高性能的无铅焊料，以适应其在不同场景下的应用需要。

发明内容

基于上述技术问题，本发明以Sn-P-Ni三元合金与Sn-Ag-Ti三元合金复合，得到的三层结构锡基复合钎料，相较于现有的Sn-Ag-Ti三元合金具有更优异的抗氧化性、润湿性、铺展性。

本发明具体方案如下：

本发明提供了一种锡基复合钎料，该锡基复合钎料由三层组成，上、下两层均为Sn-P-Ni三元合金；中间层为Sn-Ag-Ti三元合金；

Sn-P-Ni三元合金按重量百分比包括：P 0.01-0.15％、Ni为0.02-2.5％，余量为Sn；Sn-Ag-Ti三元合金按重量百分比包括：Ag 2.0-4.5％、Ti 3.0-5.0％，余量为Sn。

优选地，上、中、下三层的厚度比为0.2-0.5:1.5-2.5:0.2-0.5。

优选地，Sn-P-Ni三元合金按重量百分比包括：P 0.01-0.08％，Ni 1.0-1.6％，余量为Sn。

优选地，Sn-Ag-Ti三元合金按照重量百分比包括，Ag 3.5％、Ti 4％，余量为Sn。

本发明还提供了所述锡基复合钎料的制备方法，是按Sn-P-Ni三元合金带材/Sn-Ag-Ti三元合金带材/Sn-P-Ni三元合金带材顺序叠合得到三明治结构，经轧制复合，扩散退火，精轧，得到。

与现有技术相比，本发明有益效果为：

本发明通过钎料结构以及组成、配比设计提供了一种兼具润湿性、铺展性以及抗氧化性的锡基复合钎料，为无铅焊料在电子封装等领域应用提供了更多的选择。