抗氧化低银无铅焊料合金涉及一种环保型软钎焊用的无铅焊料，特别是一种波峰焊用无铅焊料。它包含以下重量百分比的成份：Ａｇ：０．１０～０．５５，Ｃｕ：０．５～１．０，余量为Ｓｎ。上述无铅焊料合金中，进一步添加重量０．００１～０．１的Ｐ。上述无铅焊料合金中，进一步添加重量百分比为０．００５～０．１的Ｉｎ。上述无铅焊料合金中，进一步添加重量百分比为０．０００５～０．０１的Ｇｅ或Ｇａ或Ｃｅ或它们的组合。其可解决现有的低Ａｇ的Ｓｎ－Ａｇ－Ｃｕ系无铅焊料在使用过程中焊料锅表面金属氧化物过量和焊点桥联以及润湿性不足等问题。本发明专利技术的无铅焊料合金可以加工形成焊锡条、焊锡棒、焊锡丝，还可以加工成焊锡球及焊膏等形式，可满足ＰＣＢ组装、ＳＭＴ表面贴装等所需要的无铅焊料合金。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种无铅焊料合金，特别是一种波峰焊用的抗氧化低 银无铅焊料合金。
技术介绍
Sn-Pb合金以其优异的润湿性、焊接性、导电性、力学性能、成 本较低等特点，成为目前电子工业中电子封装与组装的典型的焊料合 金。但是Pb及含Pb化合物是危害人类健康和污染环境的有毒有害物 质。目前，日本、欧盟及美国都相继制订了自己的焊料无铅化进程， WEEE(Waste Electricaland Electronic Equipment)和RoHS(Resbiction of Hazrdous Subsfances)指令已强制要求自2006年7月1日起，在欧 洲商场上销售的电子产品应为无铅的电子产品。Sn-3. OAg-0. 7Cu系无铅焊料是现有波峰焊用无铅焊料合金中综 合性能最好的无铅焊料，但因含有3. 0%以上的Ag，成本高。Sn0.7Cu 共晶合金以其价格便宜、原材料供应充足、焊料合金元素易回收、良 好的机械性能、可加工性以及较传统SnPb焊料焊点高的可靠性等优 点而成为波峰焊用无铅焊料的首先合金之一。然而，对于Sn-Cu系焊 料合金来说，焊料合金在熔炼过程中易产生组织偏析现象，其铺展性 尚显不足。高Sn含量的Sn-Cu系无铅焊料合金在使用过程中氧化倾 向也会增大。此外，在波峰焊接过程中，Sn0.7Cu无铅焊料合金还存 在着一些较突出的问题，如焊点的桥联和印刷电路基片中的Cu易发 生向熔融焊料中的溶解。前者易造成焊点的短路现象，后者不仅导致熔融焊料成分的改变，并且还易形成Cu6Sn5金属间化合物相(该相 密度低于Sn0.7Cu合金)导致熔融焊料合金易发生分层现象而缩短了 焊料的使用寿命。本专利技术公开一种抗氧化的低银的Sn-Ag-Cu系无铅焊料,其合金重量组成是Ag: 0.10~0.55%; Ou 0.5 1.0%; X: 0. 0005 0. 1 % (其中X指P、 In和/或Ge或Ga或Ce)，余量为Sn。本专利技术具有Sn-3. OAg-0. 7Cu系无铅焊料的相近的综合性能，同时 成本接近现有波峰焊用Sn-0.7Cu-0.01Ni无铅焊料合金的成本，可用 于各种无铅焊料产品，如母合金、悍条块、焊丝、微型焊球、焊粉和 焊膏，特别适用于微电子工业中的电子封装技术。与锡铅焊料合金相 比，本专利技术合金不含有毒元素铅，能广泛地应用于电子工业及通用工 程。)
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种抗氧化低银无铅焊料合金，它可解决 Sn-Cu系无铅焊料合金在使用过程中焊料锅表面易氧化和焊点桥联以 及润湿性不足等问题，且综合性能又与Sn-3. OAg-0. 7Cu系无铅焊料相 当。本专利技术的技术方案为 一种抗氧化低银无铅焊料合金，它包含以 下重量百分比的成份Ag: 0.10-0.55， Cu: 0.5 1.0，余量为Sn。 上述无铅焊料合金中，进一步添加重量0.001 0.1的P。 上述无铅焊料合金中，进一步添加重量百分比为0.005 0.1的In。 上述无铅焊料合金中，进一步添加重量百分比为0.0005 0.01的Ge或G诚Ce或它们的组合。本专利技术所涉及的抗氧化低银无铅焊料合金具有比Sn0.7Cu0.01Ni 无铅焊料合金更优良的钎焊性能，综合性能与Sn-3. OAg-O. 7Cu系无铅 焊料相当。铜含量的优选范围为0.5 1.0%,银含量的优选范围为0.10 0.55 %。由于Sn-0.3Ag-0.7Cu系无铅焊料合金的锡含量高达99X，因此， 使用过程中会增加焊料锅熔融焊料表面金属氧化物的产生量。添加 0.001 0.10%元素P可有效地阻止焊料合金进一步的氧化。使用过程 中，焊料锅内熔融焊料合金通过氧化反应(4P+502—2P205， SnO十 P205 —SnOP205)会在熔融焊料表面形成一层极薄的氧化膜，其可进 一步阻碍焊料合金直接与周围空气的相互接触发生氧化反应。若元素 P的加入量少于0.001X则抑制氧化效果不明显，但当元素P含量超过 0.10%，则氧化现象严重将会劣化焊料合金的软钎焊性。P含量优选 范围为0.005 0.10%。本专利技术中在添加元素P的基础上进一步添加元 素Ge，则一方面可抑制印刷电路Cu基片和元器件引脚中的Cu向熔融 焊料合金的溶解，减少了熔融焊料中Cu6Sri5的生成量，延长了焊料的 使用寿命；另一方面由于Ge可固溶于Qi6Sii5化合物相中，从而改变了 该金属间化合物的形态，由针状转变为球状。而球状化合物对熔融焊 料流动性的影响要小得多，从而减少桥联形成的可能性。当Ge含量 小于0.001%时，其作用不明显，若添加Ge含量超过0.01X时，会使 焊料性能变差，熔点升高。Ge的优选添加量为0.001 0.005X。本发 明中还添加了微量的稀土元素Ce以改善焊料合金的组织。由于稀土元素可以促进焊料合金在凝固过程中的形核，具有变质和均匀化作用， 从而改善焊料合金的力学性能，显著提高焊料合金的抗蠕变疲劳性能。若稀土元素含量小于0.001%，其作用就不明显，若添加0.01%以上稀土元素会使焊料合金的性能变差，熔点升高。稀土元素的优选含量为0.005 0.01 % 。本专利技术中添加稀土元素还能改善焊料合金的润湿 铺展性能。由于稀土元素为表面活性元素，添加适当的稀土元素含量 可以降低熔融焊料合金的表面张力，改善焊料合金的润湿性能。 本专利技术特点与现有技术相比，本专利技术具有如下有意效果1 、本专利技术在Sn-0.7Cu无铅焊料合金的基础上添加了少量的银以及微 量的合金元素(P、 In、 Ge、 Ga、 Ce)，合金的基本性能接近 Sn-3.0Ag-0.7Cu无铅合金焊料，与现有的焊接工艺相容性好，可替代 Sn-3.0Ag-0.7Cu无铅合金焊料，且易推广应用。2、 本专利技术添加了微量元素P和或Ge、 Ga、 Ce后，可使合金在熔融态 和大气环境中获得高的抗氧化能力。3、 本专利技术可以采用现有技术制备成各种形态的无铅焊料产品，如无 铅焊料锭，焊条块，焊丝，微型焊球，焊粉和焊膏，本专利技术特别适用 于微电子工业中的电子封装技术。4、 本专利技术易于加工，制作成本低。具体实施方式下面结合实施例进一步详述本专利技术。当然，本专利技术不局限于下述 实施例中的具体成分。 实施例1:配置Sn-20wt。/。Ag、 Sn-50wt%Cu、 Sn-5wt%P、 Sn-2wto/。Ge的锡 基中间合金，In、 Sn均采用单质纯金属，按以下重量百分比配置无铅 焊料合金Ag: 0.30， Cu: 0.70， P: 0.005, In: 0.01: GeO.OOl，余量Sn。选用普通熔炼技术进行合金化熔炼，获得母合金，在将母合金 置于一敞口坩埚中，在大气环境下加热熔化直至26(TC，刮去液面浮 渣，并在该温度下长期保温，观察合金熔体液面颜色的变化，以评价 抗高温氧化的效果。结果发现在26(TC下保温8小时后，该合金仍可保 持液面的光亮度。合金自高温冷却至室温后，表面光亮，呈银白色， 表明该合金具有良好的高温抗氧化性能。 实施例2:配置Sn-20wt。/。Ag、 Sn-50wt%Cu、 Sn-5wt。/oP的锡基中间合金，In、 Ga、 Sn均采用单质纯金属，按以下重量百分比配置无铅焊料合金 Ag: 0.30， Cu: 0.70， P: 0.0本文档来自技高网...
【技术保护点】
抗氧化低银无铅焊料合金，其特征在于它包含以下重量百分比的成份：Ａｇ：０．１０～０．５５，Ｃｕ：０．５～１．０，余量为Ｓｎ。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：邓和升，卢斌，邓和君，
申请(专利权)人：郴州金箭焊料有限公司，
类型：发明
国别省市：43[中国|湖南]
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