[发明专利]用于电子应用的具有成本效益的无铅焊料合金

说明书

本发明公开了一种无铅无银焊料合金，该无铅无银焊料合金可包含锡、铜、铋、钴和锑。另选地，该合金可包含镓代替钴。该合金还可包含镍、锗或这两者。该铜可以焊料的约0.5重量％至0.9重量％的量存在。该铋可以焊料的约1.0重量％至约3.5重量％的量存在。该钴可以焊料的约0.02重量％至约0.08重量％的量存在。在使用镓代替钴的情况下，镓可以焊料的约0.2重量％至约0.8重量％的量存在。该锑可以焊料的约0.0重量％至约0.09重量％的量存在。该焊料的余量是锡。

本申请是申请日为2018年10月31日、申请号为201880072316.8、发 明名称为“用于电子应用的具有成本效益的无铅焊料合金”的发明专利申 请的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年11月8日提交的名称为“COST-EFFECTIVE LEAD-FREE SOLDERALLOY FOR ELECTRONIC APPLICATIONS”的美 国临时专利申请序列号62/583,271和于2018年6月28日提交的名称为 “COST-EFFECTIVE LEAD-FREE SOLDER ALLOY FOR ELECTRONICAPPLICATIONS”的美国专利申请序列号16/022,330的优先权。美国临时 专利申请序列号62/583,271和美国专利申请序列号16/022,330整体以引用方 式并入本文。

技术领域

本公开总体上涉及用于电子应用的无铅、无银焊料合金。

背景技术

焊料合金被广泛用于制造和组装多种电子装置。传统上，焊料合金是 锡-铅基合金。锡-铅基合金用于制备具有所需材料性质(包括合适的熔点和 糊状范围、润湿性质、延展性和导热性)的焊料。然而，铅是一种对环境 有害的剧毒材料，该材料可能引起广泛的有害影响。因此，研究集中在生 产具有所需材料性质的无铅焊料合金上。

本公开涉及一种低成本的无铅焊料合金，该合金提供所需的材料性 质，包括与某些现有技术合金相比更低的过冷温度、最小限度的铜溶解、 改善的机械性质以及在苛刻的环境条件下的长期可靠性。

发明内容

根据本公开的一个方面，一种无铅无银合金，包含：0.5重量％至0.9 重量％的铜；1.0重量％至3.5重量％的铋；0.02重量％至0.08重量％的钴； 0.0重量％至0.09重量％的锑；和余量的锡，以及任何不可避免的杂质。任 选地，该合金还包含0.001重量％至0.01重量％的锗和/或0.01重量％至0.1 重量％的镍。

根据本公开的另一个方面，一种无铅无银合金，包含：0.6重量％至0.8 重量％的铜；1.2重量％至1.8重量％的铋；0.04重量％至0.06重量％的钴； 0.02重量％至0.08重量％的锑；和余量的锡，以及任何不可避免的杂质。任 选地，该合金还包含0.004重量％至0.008重量％的锗和/或0.03重量％至0.07 重量％的镍。

根据本公开的另一个方面，一种无铅无银合金，包含：0.7重量％的 铜；1.5重量％的铋；0.05重量％的钴；0.05重量％的锑；和余量的锡，以及 任何不可避免的杂质。任选地，该合金还包含0.006重量％的锗和/或0.05重 量％的镍。

根据本公开的另一个方面，一种无铅无银合金，包含：0.5重量％至0.9 重量％的铜；1.0重量％至3.5重量％的铋；0.2重量％至0.8重量％的镓；0.0 重量％至0.09重量％的锑；和余量的锡，以及任何不可避免的杂质。

根据本公开的另一个方面，一种无铅无银合金，包含：0.6重量％至0.8 重量％的铜；1.2重量％至1.8重量％的铋；0.4重量％至0.6重量％的镓；0.02 重量％至0.08重量％的锑；和余量的锡，以及任何不可避免的杂质。任选 地，该合金还包含0.004重量％至0.008重量％的锗和/或0.03重量％至0.07 重量％的镍。