[发明专利]一种锡－银－铜三元合金无铅焊锡膏

说明书

技术领域

本发明涉及一种无铅焊锡膏，特别是电子产品表面贴装加工过程中使用的无铅焊锡膏。特别是一种在回流焊使用过程中与锡-铜二元合金焊粉、锡-银-铜三元合金焊粉、锡-银-铋三元合金焊粉、锡-银二元合金焊粉、锡-铜-镍三元合金焊粉或锡-铜-钴三元合金焊粉无铅合金制成的焊锡膏相比，。

背景技术

在现有技术中，锡-铅等合金粉制成的含铅焊锡膏，在电子产品表面贴装(SMT)加工过程中，由于在回流焊使用过程中的峰值温度适中，即可使线路板及元器件不被损坏又保证了焊点高温使用的强度而被广泛使用。

为满足环保的要求，在微电子加工工艺过程中采用无铅化焊接材料已是势在必行，如欧盟出于环保的要求，有关电子产品中有毒有害物质的两项指令(WEEE和ROHS)已于2006年7月1日开始全面实施。目前最为常见的无铅焊锡膏多采用Sn96.5Ag3Cu0.5、Sn96.3Ag3Cu0.7等锡-银-铜合金体系。同时锡-银、锡-银-铋、锡-铜以及锡-铜加入少量镍、钴等过渡金属元素组成的合金体系，制成的焊锡膏也可用于电子产品表面贴装SMT工艺过程中。但这些合金的熔点均在217-227℃之间，其回流焊接温度则需要达到245℃以上。如此高的使用温度常常会造成线路板及元器件的损坏。而由铋-锡二元共晶合金Bi48Sn42焊粉制成的低温焊锡膏，虽然可以避免回流温度过高而造成的问题，但由于熔点偏低，只有138℃，所形成的焊点在使用温度接近100℃时因强度下降而使可靠性降低，故在大多数电子产品的生产过程不被采用。

发明内容

为克服铋-锡二元共晶合金Bi48Sn42焊粉制成的低温焊锡膏的低熔点，所形成的焊点在使用过程中可靠性低的缺点，以及锡-银-铜、锡-银-铋、锡-铜等多元合金焊粉制成的高温焊锡膏在锡膏焊接过程中易造成PCB板以及元器件损坏等不足，本发明公开一种焊接使用熔点与传统的锡-铅体系相当的无铅焊锡膏。

本发明所采取的技术措施是：无铅焊锡膏中，合金焊粉是由铋-锡二元共晶合金焊粉Bi48Sn42与熔点或熔程在200-230℃之间的锡-铜二元合金焊粉、锡-银-铜三元合金焊粉、锡-银-铋三元合金焊粉、锡-银二元合金焊粉、锡-铜-镍三元合金焊粉或锡-铜-钴三元合金焊粉中，其中一种合金焊粉，按1-99∶99-1质量配比混合后，加助焊剂制成的焊膏。其中锡-铜二元合金焊粉为Sn99.3Cu0.7，锡-银-铜三元合金焊粉为Sn96.5Ag3Cu0.5或Sn96.5Ag3Cu0.7，锡-银-铋三元合金焊粉为Sn91.7Ag3.5Bi4.8，锡-银二元合金焊粉为Sn96.5Ag3.5或Sn98Ag2，锡-铜-镍三元合金焊粉中锡的含量为98.3-99.2，镍的含量为0.1-1的锡-铜-镍三元合金焊粉SnCu0.7Ni，锡-铜-钴三元合金焊粉中锡的含量为98.3-99.2，钴的含量为0.1-1的锡-铜-钴三元含金焊粉SnCu0.7Co。

本发明在回流焊接过程中的峰值温度保持在210-215℃之间，大幅度降低峰值温度，减少了线路板和元器件损坏的可能。

具体实施方式

本发明的无铅焊锡膏的使用过程中，铋-锡二元共晶合金Bi48.Sn42合金焊粉首先在138℃开始熔化，熔融状态下的Bi48Sn42合金对Sn96.5Ag3Cu0.5、Sn96.3Ag3Cu0.7熔点在200-230℃之间的无铅合金焊粉的熔化产生促进作用，使本发明的无铅焊锡膏的回流温度降低。从而提高了焊点在高温条件下的使用可靠性。

实施例1：无铅焊锡膏中焊粉是由铋-锡二元共晶合金(Bi48Sn42)焊粉与锡-银-铜三元合金焊粉，加助焊剂制成的锡膏。铋-锡二元共晶合金焊粉占的质量百分比为81％，锡-银-铜二元合金焊粉质量百分比为18.5％，助焊剂质量百分比为0.5％。得到的无铅焊锡膏回流峰值温度为205℃。

实施例2：无铅焊锡膏中焊粉是由铋-锡二元共晶合金(Bi48Sn42)焊粉与锡-银-铜三元合金焊粉，加助焊剂制成的锡膏。其中锡-铜二元合金焊粉质量百分比为84.5％，锡-银-铜二元合金焊粉质量百分比为15.4％，助焊剂质量百分比为0.1％。得到的无铅焊锡膏回流峰值温度为209℃。

实施例3：无铅焊锡膏中焊粉是由铋-锡二元共晶合金(Bi48Sn42)焊粉与锡-银-铜三元合金焊粉，加助焊剂制成的锡膏。其中锡-铜二元合金焊粉质量百分比为88.5％，锡-银-铜二元合金焊粉质量百分比为11.2％，助焊剂质量百分比为0.3％。得到的无铅焊锡膏回流峰值温度为212℃。