[发明专利]一种低温焊料合金粉及其制备方法

说明书

本发明提供了一种低温焊料合金粉，其特征在于，按照重量百分数计，包含以下组分：Ag 3‑3.5％，P 0.02‑1％，RE 0.02‑1％，Co 1‑1.5％，Pd 2‑3％，Bi 40‑60％，其余为Sn。

技术领域

本发明属于合金领域，更具体是一种低温焊料合金粉及其制备方法。

背景技术

随着生产生活的需要，锡合金因其优异的连接强度和良好的工艺性能而被广泛使用。焊料是锡合金的主要用途之一，全球每年消耗超过60000吨以锡合金为基础体系的焊料合金。

锡能与元素周期表中第I族的锂、钠、钾、铜、银、金，与第Ⅱ族的铍、镁、钙、锶、钡、锌、镉、汞，与第Ⅲ族的铝、镓、铟、铊、镱、镧、铀，与第Ⅳ族的硅、锗、铅、钛、锆、铪，与第V族的磷、砷、锑、铋、钒、铌，与第Ⅵ族的硒、碲、铬，与第Ⅶ族的锰及第Ⅷ族的铁、钴、镍、铑、钯、铂等形成二元和多元合金以及金属间化合物。

目前市售锡合金粉存在着焊接温度高，耐腐蚀性较差，易被大气氧化和脆性大的问题，因此，本领域迫切开发一种能够同时解决这些问题的低温焊料合金粉。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的第一方面提供了一种低温焊料合金粉，按照重量百分数计，包含以下组分：Ag 3-3.5％，P 0.02-1％，RE 0.02-1％，Co 1-1.5％，Pd 2-3％，Bi40-60％，其余为Sn。

作为一种优选的技术方案，所述的焊料合金粉，按照重量百分数计，还包含其他组分，具体如下：

Mg 0.05-0.15％，Al 0.05-0.15％，Cu 0.8-1.2％，Zr 0.5-0.8％和In 0.3-0.4％。

作为一种优选的技术方案，所述低温焊料合金粉的平均粒径为5-70微米。

作为一种优选的技术方案，所述RE组分为稀土金属中一种或多种组合。

作为一种优选的技术方案，所述RE组分为Dy，Ga，Ce，Pr中一种或多种组合。

作为一种优选的技术方案，所述Co和Pd的重量比为1:2。

作为一种优选的技术方案，所述Mg和Al的重量比为1:1。

为了解决上述问题，本发明的第二方面提供了一种低温焊料合金粉的制备方法，其特征在于，包含如下步骤：

S1：在真空频感应熔炼炉中加入Sn和Ag，升温至700-900℃，融化并磁力搅拌至均匀，静置，空冷，得到Sn-Ag中间合金；

S2：在真空频感应熔炼炉中加入Sn和P，待坩埚内形成熔池，向炉内充入惰性气体，升温至360-400℃，从料斗中向熔池内加入P，待锡磷合金液合金化后磁力搅拌至均匀，静置、空冷，得到Sn-P中间合金；

S3：在真空频感应熔炼炉中加入Sn、Cu和RE，升温至500-800℃，融化并磁力搅拌至均匀，静置、空冷，得到Sn-Cu-RE中间合金；

S4：在真空频感应熔炼炉中加入Sn、Co和Pd，升温至1400-1500℃，融化并磁力搅拌至均匀，静置、空冷，得到Sn-Co-Pd中间合金；

S5：在真空频感应熔炼炉中加入步骤S1-S4的中间合金，按比例加入纯度为99.99％的Sn以及其他组分，升温至500-850℃，融化并磁力搅拌至均匀，静置，铸锭、出炉空冷；升温至170-185℃，喷水冷却至室温；再升温至70-85℃，空冷至室温，制备锡合金粉。

作为一种优选的技术方案，所述步骤S1中的Sn和Ag的重量比为95:5，所述步骤S2中的Sn和P的重量比为95:5，所述步骤S3中Sn、Cu和RE的重量比为90:3:3，所述步骤S4中Sn、Co和Pd的重量比为94:2:4。