[发明专利]一种高强度低温无铅焊料及其焊锡膏

说明书

一种高强度低温无铅焊料及其焊锡膏，它涉及钎焊技术领域。该高强度低温无铅焊料及其焊锡膏是在现有的Sn‑Bi钎料体系中加入合金元素In，其中，以质量百分比计算，In占15％～45％。所述的高强度低温无铅焊料及其焊锡膏的钎料合金粉末中Sn、Bi和In的重量百分比组份分别为：Sn为34％～36％，Bi为38％～40％，In为24％～27％或以In补足至总量为100％。采用上述技术方案的高强度低温无铅焊料及其焊锡膏具有焊盘粘附性好、焊接强度高、熔点低、成本适中的优势。

技术领域

本发明涉及钎焊技术领域，具体涉及一种高强度低温无铅焊料及其焊锡膏。

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-Bi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

针对现有技术的缺陷和不足，本发明的目的在于提供一种低温无铅焊料，该焊料熔点低，具有焊盘粘附性好、焊接强度高、熔点低、成本适中的优势。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种高强度低温无铅焊料及其焊锡膏，所述的低温无铅焊料是在现有的Sn-Bi钎料体系中加入合金元素In，其中，以质量百分比计算，In占15％～45％。

进一步地，所述的无铅锡基焊料及其焊膏的钎料合金粉末中Sn、Bi和In的重量百分比组份分别为：Sn为34％～36％，Bi为38％～40％，In为24％～27％或以In补足至总量为100％。

进一步地，所述的无铅锡基焊料及其焊膏的钎料合金粉末中还含有Ag、Cu、Zn、Al、Ga、P中的一种或多种。

进一步地，Ag的含量为0.1～0.3wt％，Cu的含量为0.1～0.5wt％，Zn的含量为0.2～0.5wt％，Al的含量为0.1～0.4wt％，Ga的含量为0.05～0.25wt％，P的含量为0.01～0.1wt％。

进一步地，所述的无铅锡基焊料及其焊膏的钎料合金粉末不含Pb和Cd。

进一步地，所述无铅锡基焊料及其焊膏的液相线温度为75℃～100℃之间；固相线温度为70℃～90℃之间。

进一步地，一种焊锡膏，所述焊锡膏由权利要求1-6中任一项所述的低温无铅焊料制备而成。

采用上述技术方案后，本发明有益效果为：

本发明高强度低温无铅焊料及其焊锡膏主要是由铋、锡、铟三种金属元素混合形成的合金，熔点(液相线温度)控制在75℃～100℃之间。Bi-Sn-In易熔合金焊料的固相线、液相线随Bi含量或Bi/In的增大而提高，易熔合金焊料的硬度随Bi含量或Bi/In比的增加而线性增大；但随Sn、In含量的增大而明显降低。提高合金的Sn含量和Bi/In，可改善合金钎焊接头的的剪切强度和抗拉强度。

另外，适当的添加一些微量元素，可改善该合金焊料的组织性能和力学性能。添加微量元素Ga、P可以有效的提高该合金焊料的抗氧化性，会在氧化膜表层产生富集氧化膜，使得氧元素浓度降低，抑制了合金焊料的氧化，也起到提高焊料表面润湿性的效果；同样加入微量元素Al，铝元素会在焊料料表面形成致密氧化膜，成为“阻挡层”，抑制了钎料的氧化，同样能起到提高了焊料的抗氧化性能；加入Ag，提高合金焊料屈服极限和抗拉强度，同时润湿性也得到了提高；Zn、Cu的添加同样起到了润湿性的效果，也能改善力学性能，提高焊点的可靠性。

具体实施方式