[发明专利]一种高强度低温无铅焊料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高强度低温无铅焊料，以重量份计，包括以下组分：纳米氮化钛0.1‑0.4份，硼酸锆0.05‑0.1份，Sn‑In系合金微粉50‑80份，助焊剂1‑3份，其中Sn‑In系合金微粉，以质量百分比计，包括以下组分：In30.5‑59.5％，Cu 0.1‑0.5％，Ag 0.03‑0.05％，Cr 0.001‑0.002％，Co 0‑0.001％，La 0.001‑0.002％，Y 0.0005‑0.001％，Zn 0.001‑0.003％，Ti 0.001‑0.003％，余量为Sn和不可避免的杂质。本发明还公开了该高强度低温无铅焊料的制备方法。本发明公开的无铅焊料不含铅元素，符合环保要求，且机械性能好，可焊性优异。

技术领域：

本发明涉及钎焊领域，具体的涉及一种高强度低温无铅焊料。

背景技术：

铅及其化合物是有毒物质，损害人类健康，污染环境。随着人类环保意识的增强，世界各国已相继出台一系列法令和法规来防治电子产品所带来的生态问题，限制铅在电子产品中的使用。在无铅绿色制造这一大趋势下，许多国家的科研机构和企业已开始加大投入来研发无铅焊料，并积极推广其应用。

目前常用的低熔点无铅焊料是以Sn-In合金为基体，在其中添加一些合金元素，该低温焊料溶程比较大，在凝固过程中易出现枝晶偏析、组织粗大化，加之应力不平衡，会导致焊点剥离。

发明内容：

本发明的目的是提供一种高强度低温无铅焊料，该焊料熔点低，具有优异的机械性能，可焊性好。

本发明的另一个目的是提供该高强度低温无铅焊料的制备方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种高强度低温无铅焊料，以重量份计，包括以下组分：

纳米氮化钛0.1-0.4份，

硼酸锆0.05-0.1份，

Sn-In系合金微粉50-80份，

助焊剂1-3份。

作为上述技术方案的优选，Sn-In系合金微粉，以质量百分比计，包括以下组分：

余量为Sn和不可避免的杂质。

作为上述技术方案的优选，所述纳米氮化钛的粒径大小为20-50nm。

作为上述技术方案的优选，所述硼酸锆的粒径大小为80-100nm。

作为上述技术方案的优选，所述Sn-In系合金微粉的粒径大小为1-5μm。

作为上述技术方案的优选，所述助焊剂以重量份计包括以下组分：戊二酸10-20份，三乙胺0.5-1.5份，span801-2份，水杨酸0.1-0.5份，去离子水20-30份。

一种高强度低温无铅焊料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将助焊剂、纳米氮化钛、硼酸锆混合，在500-1000W的功率下超声处理，制得分散液；

(2)将Sn-In系合金微粉加入到上述分散液中，研磨均匀，制得无铅焊料。

作为上述技术方案的优选，步骤(1)中，所述超声处理的功率为500W。

作为上述技术方案的优选，步骤(1)中，所述超声处理的时间为1-3h。

本发明具有以下有益效果：

本发明采用纳米氮化钛和硼酸锆对Sn-In系合金微粉进行改性，其可以有效改善合金微粉与被焊界面的润湿性，且其可以有效细化合金颗粒，从而有效改善焊料的机械性能。