[发明专利]含有锌作为主要组分和铝作为合金金属的无铅共晶钎料合金

说明书

本发明涉及含有锌作为主要组分和铝作为合金金属的无铅共晶钎料合金。具体地，本发明涉及含有锌(Zn)作为主要组分和铝(Al)作为合金金属的无铅钎料合金，其中所述钎料合金为具有在320至390℃范围内的单一熔点的共晶体(在5℃/分钟的加热速率下通过DSC测量)。

本专利申请是申请日为2015年4月15日、专利申请号为201580020174.7、同题的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及含有锌(Zn)作为主要组分和铝(Al)作为合金金属的无铅共晶钎料合金。本发明还涉及该无铅共晶钎料合金的用途。

背景技术

由环境和健康考虑驱动的立法仍在推动含铅钎料合金被无铅替代物替换。然而，替代钎料合金的熔化温度，或者更精确的，其固相线温度必须足够高，尤其是对于完成的钎焊接头(solderjoint)根据情况在后续工艺步骤中和/或在现场条件下经历高温的应用，例如，在芯片粘接(die-attach)应用中，要求钎料合金的熔化温度在280℃至400℃的范围内。

US2013/0045131A1公开了无铅锌基钎料组合物，其包含82-96wt％(重量％)的锌，3-15wt％的铝，0.5-1.5wt％的镁和0.5-1.5wt％的镓。

JP2000208533A公开了无铅锌基芯片焊接(die-bonding)合金，其包含2-9wt％的铝，0.01-0.5wt％的镁，2-9wt％的锗和余量的锌以及不可避免的杂质。

US2012/0313230A1要求保护多种无铅锌基钎料合金，其中一个具有8-20wt％的铝，0.5-20wt％的镁和0.5-20wt％的镓，另一个具有1-30wt％的铝，0.5-20wt％的镁和0.5-6.5wt％的锡，且另一个具有1-30wt％的铝，0.5-20wt％的锗和0.5-20wt％的镓，每种情况下，合金的剩余部分包含锌。

JP2012228729A公开了无铅锌基钎料合金，其包含0.01-9.0wt％的铝，锗、镁、银和磷中的至少一种，范围是0.01-8.0wt％的锗，0.01-5.0wt％的镁，0.1-4.0wt％的银，和最多0.5wt％的磷和余量的锌和不可避免的杂质。

JP11207487A公开了无铅锌基钎料合金，其由1-7wt％的铝，0.5-6wt％的镁，1-25wt％的锡和余量的锌和不可避免的杂质组成。

US2013/0251587A1要求保护无铅锌基钎料合金，其由1.0-9.0wt％的铝，0.002-0.8wt％的磷，0.3-3wt％的锗和余量的锌和不可避免的杂质组成。

发明内容

期望发现改进的无铅钎料合金。

本发明涉及含有锌(Zn)作为主要组分和铝(Al)作为合金金属的无铅共晶钎料合金。其共晶温度，由单一的熔点表示，在320至390℃范围内(在5℃/分钟的加热速率下通过DSC测量)。

本文所使用的缩写“DSC”表示差示扫描量热法。

已经发现本发明的无铅共晶钎料合金可用作钎料金属或者用于钎料组合物中，尤其是用于电子和微电子领域。

由含有或由本发明的无铅共晶钎料合金组成的钎料组合物制成的钎焊接头显示出惊人的改进的热特征、微观结构特征和可靠性。这些特征导致使用这些合金制成的产品的更好的性能。

在第一实施方案中，本发明的无铅共晶钎料合金包含3.8-4.0wt％的铝(Al)和2.2-2.25wt％的镁(Mg)。