[发明专利]一种锡银铜镍焊料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及焊料技术领域，具体涉及一种锡银铜镍焊料及其制备方法。

背景技术

随着电子工业的迅速发展对电子产品的要求越来越高，目前的电子产品所用的焊料种类很多，但多数仍使用锡-铅合金焊料，由于锡-铅焊料含铅对环境有污染，因此欧盟发布二个指令，从2006年7月1日起禁止在电子产品中使用含铅的锡焊料，现有的无铅焊料多数为锡-银、锡-铜、锡-银-铜、锡-锌-铟-铋、锡-锑-银-铟、锡-锌-镍等组成的，还有少数为锡-铜-镍组成。

如专利号为ZL01808699.3的中国发明专利介绍了一种无铅焊锡合金及使用该合金的电子零件，该发明的解决手段是将含有5.3到7.0wt%的铜(Cu),与0.1到0.5wt%以下的镍(Ni),其余者为锡(Sn)的无铅焊锡合金于400℃至480℃的范围内进行熔融,对以铜作为母材的绝缘被膜导体的连接部进行焊锡。

又如，申请号为200510011703.5的中国发明专利申请介绍了一种无铅焊料,它由铜0.10-5.00%、铈0.01-2.00%、镍0.01-0.15%余量为锡的原料,先制成含铜10%的锡铜中间合金锭、含铈2.5%的锡铈中间合金锭和含镍2.5%的锡镍中间合金锭,再将三种合金锭按比例并补充余量锡不足锡量，加入不锈钢锅内熔炼,浇铸锭成钎料棒。

但上述的无铅锡焊料存在熔点高、润湿性小，结晶较粗的缺陷。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种熔点低、润湿性大、晶相组织均匀、晶粒细化的锡银铜镍焊料。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种锡银铜镍焊料，该焊料中含有锡、银、铜和镍，它还含有钪、镱和钐。

优选的，它由以下重量百分比的原料组成：

铜    1-5%

银    0.2-0.4%

镍    0.1-0.2%

钪    0.01-0.03% 

镱    0.03-0.07%

钐    0.01-0.05%

其余为锡。

更为优选的，它由以下重量百分比的原料组成：

铜    3-5%

银    0.2-0.4%

镍    0.1-0.2%

钪    0.01-0.02% 

镱    0.04-0.07%

钐    0.02-0.05%

其余为锡。

或者是，它由以下重量百分比的原料组成：

铜    1-3%

银    0.2-0.4%

镍    0.1-0.2%

钪    0.02-0.03% 

镱    0.03-0.04%

钐    0.01-0.02%

其余为锡。

一种锡银铜镍焊料的制备方法，它包括以下步骤：

步骤A、称取配方量的铜、银、锡、镍、钪、镱、钐；

步骤B、将步骤A称取的锡放入熔炼器皿中，通入氩气保护，先升温至480℃- 530℃，当锡完全熔化后，将步骤A称取的铜、银、镍、钪、镱、钐加入到熔炼器皿中，搅拌，在温度为1600℃-1800℃的条件下熔炼10min - 15min，冷却至室温后得到一种锡银铜镍焊料。

优选的，所述步骤B中冷却分为四个阶段：

B1、降温至1100℃- 1200℃，并在此温度条件下保温20min - 30min；

B2、降温至850℃- 950℃，并在此温度条件下保温20min - 30min；

B3、降温至300℃- 400℃，并在此温度条件下保温20min - 30min；

B4、停止加热，继续在氩气保护下冷却至室温，得到一种锡银铜镍焊料。

本发明的有益效果在于：本发明在锡、银、铜和镍的基础上，选取了可以有效改善合金强度、硬度和耐热性能的钪、可塑性最好的重稀土元素“镱”和轻稀土元素“钐”，本发明利用钐在不同温度下的相变特性来调整本发明的金相结构；本发明利用镱的耐蚀性、晶粒细小、均匀致密的特性，最终改善本发明的焊料铺展性和细化合金晶粒，有效提高其润湿性和焊点抗蠕变性能，提高了焊接性能和可靠性；另外，本发明通过分阶段降温的方式，也大大改善了的金相结构。总之，通过以上几种金属的组合及它们之间的相互协同作用，本发明得到了一种熔点低、润湿性大、晶相组织均匀、晶粒细化的锡银铜镍焊料。

具体实施方式