[发明专利]一种SAC105焊料合金及其制备方法

说明书

本发明涉及一种SAC105焊料合金及其制备方法，合金的配方包含Ag：1％，Cu：0.5％，0Sb4％，0In5％，0Ni1％，0Bi3％，余量为Sn和不可避免的杂质。与现有技术相比，本发明有效改善传统SAC105体系中Cu6Sn5、Ag3Sn等金属间化合物粗大，导致焊接接头强度低的问题，能大幅提升SAC105合金的强度且保持较高的延伸率，获得优异性能的Sn‑Ag‑Cu焊料合金的新配方。

技术领域

本发明涉及电子焊接技术领域，特别是指利用无铅锡合金进行焊接，具体是一种Sn-Ag-Cu系无铅焊料合金的成分配方及其制备、处理工艺。

背景技术

传统的铅锡焊料因其优越的性能和低廉的价格，被广泛应用在电子行业，但其中的铅元素具有毒性危害了环境和人体健康，因而被禁止使用，这推动了无铅焊料合金的研究与发展。近共晶Sn-Ag-Cu无铅焊料，如Sn-3wt.％Ag-0.5wt.％Cu(SAC305)，具有熔点低、机械性能好等独特优点，但是高Ag含量使得电子产品更容易因跌落和高冲击应用而失效，降低使用寿命。

低Ag含量的Sn-Ag-Cu合金(Sn-1wt.％Ag-0.5wt.％Cu,SAC105)因降低了金属Ag的添加量，具有良好的延伸率、抗跌落性能，在无铅焊料合金领域有着巨大的应用价值。由于SAC105焊料合金的含银含量低，在焊接过程中产生了厚度更小的脆性Ag3Sn金属间化合物层，很大程度上改善了抗跌落失效性能。但是降低银的添加量也会带来部分问题，例如焊料合金的强度下降，熔化温度较高，易受到粗大Cu6Sn5析出相等因素的影响。

CN202011455430.4公开了一种Sn-Bi-Cu-Ag-Ni-Sb低温高力学性能无铅焊料合金，其无铅焊料合金包括：Bi 14-18％、Cu 0.4-0.6％、Ag 0.5-0.8％、Ni 0.03-0.07％、Sb0.001-0.2％、余量的Sn和不可避免的杂质；Sn-Bi-Cu-Ag-Ni-Sb低温高力学性能无铅焊料合金制备过程中，Cu、Ag、Ni、Sb分别以中间合金的形式加入。本发明可在低温要求下，具有良好的润湿性能，并且在力学性能方面优于Sn-Ag-Cu无铅焊料，由于降低了Ag的质量百分比，大大降低无铅焊料的生产成本，并具有较低熔点在176-205℃范围内；但是也因为Ag含量的降低，无铅焊料合金中β-Sn相尺寸过大，原本起着弥散强化、细晶强化等作用的化合物消失，因此焊料合金的拉伸强度、屈服强度明显下降，不能达到工程实际使用的需求。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种机械强度优，且延伸率、蠕变性能、润湿性以及导电性等综合性能比较好的SAC105焊料合金及其制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种SAC105焊料合金，包括以下重量百分比含量的元素：

Ag：1％；

Cu：0.5％；

Sb：0.1～4％；

In：0.1～5％；

Ni：0.1～1％；

Bi：0.1～3％；

余量为Sn和不可避免的杂质。

进一步地，所述的合金包括以下重量百分比含量的元素:

Ag：1％、Cu：0.5％、余量为Sn和不可避免的杂质；

或者，Ag：1％、Cu：0.5％、Sb：2％、余量为Sn和不可避免的杂质；

或者，Ag：1％、Cu：0.5％、In：4.4％、余量为Sn和不可避免的杂质；

或者，Ag：1％、Cu：0.5％、Ni：0.1％～0.3％、余量为Sn和不可避免的杂质；