本发明专利技术提供了一种无铅焊料化合物，包括锡（Ｓｎ）、银（Ａｇ）、磷（Ｐ）、镍（Ｎｉ）、铜（Ｃｕ）、铋（Ｂｉ）、和锗（Ｇｅ）中的至少两种，并且包括硅（Ｓｉ）和钴（Ｃｏ），用于防止由于焊料合金的氧化而产生的可操作性劣化，以及消除焊接中由于铜腐蚀的增加而产生的替换整个铅浴的需要，以及一种使用无铅焊料的印刷电路板（ＰＣＢ）和电子设备。通过包括硅和钴二者的无铅焊料化合物，以及使用无铅焊料的印刷电路板（ＰＣＢ）和电子设备，在焊接中可持续防止形成氧化物、防止铜垫的变色和腐蚀、提高机械性能和焊料结合性，同时保持润湿性。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种无铅焊料组合物以及使用该无铅焊料组合物的印刷电路板(PCB) 及电子器件，且更特别地，涉及一种不含对人体有危害的铅(Pb)的无铅焊料组合物和使 用该无铅焊料组合物的PCB和电子器件，该焊料组合物包括添加有硅(Si)和钴(Co)的锡 (Sn)、铜(Cu)和银(Ag)的三元组合物，添加到硅和钴中的锡、铜、银和镍的三级组合物，添 加到硅和钴中的锡、铜、银、镍、锗(Ge)和磷(P)的六元组合物，或者添加有硅和钴的锡、铜、 磷和铋(Bi)的四元组合物，以便在其中添加的硅的帮助下，通过不断防止氧化来改善焊接 的工作效率，在其中添加的少量硅的帮助下，防止了变色，而保持无铅焊料的典型焊接温度 以及典型的润湿性，且防止了硅的过量添加引起的润湿性劣化，从而防止了可结合性的劣 化、以及防止了氧化、防止了铜的腐蚀，并且在其中添加的少量钴的帮助下，显着提高了结 合的断裂载荷量，帮助负荷增加关节骨折其中，与印刷电路板及电子器件使用无铅焊锡成 分。本专利技术还涉及一种在400°C以上温度使用的高温无铅焊料组合物以及使用该无铅 焊料组合物的PCB及电子器件，且特别涉及一种高温无铅焊料的组合物和使用该高温无铅 焊料组合物的PCB和电子器件，该组合物包括添加有的硅和钴的锡、铜二元组合物，添加有 硅和钴的锡、铜、镍、磷四元组合物，以在其中添加的硅的帮助下，通过不断防止氧化来改善 焊接的工作效率，在其中添加的少量硅的帮助下，防止了变色，而保持无铅焊料的典型焊接 温度以及典型的润湿性，且防止了硅的过量添加引起的润湿性劣化，从而防止了可结合性 的劣化、以及防止了氧化、防止了铜的腐蚀，并且在其中添加的极少量钴的帮助下，显着提 高了结合的断裂载荷量。本专利技术还涉及一种用于稀释的无铅焊料组合物和使用该无铅焊料组合物的PCB 与电子器件；且特别涉及一种用于稀释的无铅焊料组合物和使用该组合物的PCB与电子器 件，该组合物包括添加有硅和钴的锡、镍、磷三元组合物，添加有硅和钴才锡、银二元组合物 或添加有硅和钴的锡、银、磷三元组合物，以在其中添加的硅的帮助下，通过不断防止氧化 来改善焊接的工作效率，在其中添加的少量硅的帮助下，防止了变色，在其中添加的极少量 的钴的帮助下防止了硅的过量添加引起的润湿性劣化，从而防止了可结合性的劣化、通过 将它们用作稀释剂改善了控制铜含量和焊接性能的性能。
技术介绍
含铅合金从很早时候开始就已得到广泛使用。特别地，长时间以来，锡铅焊料已作 为结合材料用于将部件设置在印刷电路板(PCB)上。焊接是一种使用焊料结合物质的技 术，且一直用于将小型电子元件如半导体芯片和半导体电阻设置在印刷电路板上。使用这 种焊料的结合技术被广泛用于将小型电子元件如半导体芯片和半导体电阻设置在印刷电 路板上。最近，随着电子产品变得更小、重量更轻，并具有更强的功能，需要更密地安装组 件，因而需要更先进的使用焊料的结合技术。此外，虽然锡和铅的二元共晶合金通常已被用4作用于焊接的材料，但铅是环境污染的因素，因此目前正在控制它的使用。这是因为铅不仅造成环境污染，而且对人体有不良影响。因此，现在，焊料合金中铅的使用受到管制或限制，因而正在开发各种环境友好的 无铅焊料。然而，与含铅焊料相比，通常的无铅焊料组合物具有高的熔点和差的润湿性。此 外，通常的无铅焊料组合物由于融化焊料的严重氧化而具有差的焊接工作效率。此外，通过 焊接的PCB assey质量差、可靠性差。此外，不存在有一种无铅焊料，其具有足够的焊接可结合性如润湿性，并同时具有 类似于通常焊料(Sn37Pb)的熔化温度即183°C的熔化温度。因此，现在无铅焊料只在焊接 过程如烤箱更换中改进使用。这是因为只有有限的金属，例如铜、银、锌、铋、铟，被用作降低 熔化温度的合金元素。此外，通常的无铅焊料既不具有足够的焊料可结合性如润湿性和耐蚀性，也不具 有通常的含锡焊料(Sn37Pb)熔融温度(183°C )附近的低熔融温度。因此，在大多数无铅焊 料中，在铅中添加少量的用于降低熔融温度的金属，例如铜、银、锌、铋、铟来降低无铅焊料 的熔化温度。然而，在降低无铅焊料的熔化温度方面没有进一步发展。因此，现在主要使用熔融温度范围从220°C至230°C的SnAgCu的银合金和SnCu的 非银合金。如上所述，就熔融温度而言，焊料开发已穷途末路了，因此，焊料的开发正集中在 改善焊料的性能、工作效率、质量以及可靠性上。与含铅焊料相比，无铅焊料具有高的熔融温度，需要昂贵的原材料，并且生成大量 的熔渣，增加了生产成本。此外，对于无铅焊料来说，熔融焊料中的氧化物结合到PCB assey 的焊接带(焊接部分)中，导致焊接装配质量和可靠性变差。为了克服这些问题，KR10-0327767、JP3622788和JP 3296289公开了一种添加有 元素如磷、镍、锗、镓以防止氧化的SnAgCu系焊料合金和SnCu系合金。然而，元素如锗、镓、 镍的添加是有限的，因为它会提高熔化温度，并且当经受热处理和热疲劳时会由于硬化而 引起焊接部分开裂，导致可靠性劣化。特别地，大量磷的添加会由于焊料合金的硬化而增加焊接部分的脆性。磷上升到 熔融焊料的表面上方以防止熔融焊料的氧化。然而，在约260°C的焊接温度下，磷由于其高 的挥发性而对防止熔渣(氧化物)的形成仅有短暂的影响。特别是，对于波焊和浸焊来说， 在浴槽填充数百千克焊料之后，通常该过程持续数月，仅添加少量的焊料来补偿消耗的焊 料。因此，在这个过程中，磷的添加对防止熔渣的形成仅有短暂的影响，影响不会持续很久。高温无铅焊料使用昂贵的锡来代替铅作为原料，且与含铅的焊料相比，在熔化 (焊接)期间经历显著的氧化(熔渣形成)，这会增加用户的经济负担。此外，熔融焊料中 混合的氧化物可结合在PCB assey的焊接带(焊接部分)中，这会导致焊接组配件的劣化。特别地，高温焊料的焊接温度远高于用于一般波动的焊料的焊接温度，引起 熔渣形成的显著增加，从而导致工作效率劣化。为了解决此问题，JP2004-154864A和 JP2004-181458A描述了其中添加有元素如磷、镍、锗和镓的SnCu系焊料合金来防止氧化。然而，锗，镓，镍是昂贵的材料。此外，当添加量超过某一水平时，它们会在经受热 过程的焊接部分中引起裂缝和热疲劳，降低了可靠性。特别地，当磷大量添加时，由于焊料 合金的过度硬化会增加焊接部分的脆性。此外，对于高温焊料合金来说，磷上升到焊料槽的表面之上，以防止熔融焊料的氧化。然而，考虑到磷的挥发温度为380°C，而高温焊料的通常操作是在大约420°C到大约 520°C的焊接温度内进行，磷对防止熔渣(氧化物)的形成有很少的影响。此外，对于浸焊来说，在浴槽填充焊料后，该过程通常持续数月，仅添加少量的焊 料来补偿消耗的焊料。因此，熔渣的形成在起始浴槽的填充中仅能短期地防止，效果不会持 续很长一段时间。 此外，如果镍含量增加到0. 以上来增加温度时，焊料合金的过度硬化会增加脆 性，劣化焊接性能。此外，高温焊料合金在460°C _540°C温度内使用，而通常的焊料合金在温度 260士 10°C下使用。因此，在高温焊料合金中，产生更多的氧化物，以更高的速率产生，因此 比通常的焊料合金中需要更高的抗氧化性能。此外，由本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种无铅焊料化合物，由０．１ｗｔ％至２ｗｔ％的铜、０．１ｗｔ％至４．０ｗｔ％的银、０．００１ｗｔ％至０．０５ｗｔ％的硅、０．００１ｗｔ％至０．０１ｗｔ％的钴以及余量的锡组成。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
【专利技术属性】
技术研发人员：高明玩，朴商福，宋明圭，朴玧秀，李光烈，
申请(专利权)人：株式会社爱科草英，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]
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