[发明专利]一种无铅低温焊料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于焊料技术领域，尤其涉及一种无铅低温焊料及其制备方法。

背景技术

电子产业界实施无铅焊料已是大势所趋，学界和业界已经认可以Sn-Ag-Cu为代表的无铅合金在焊接品质和长期可靠性方面的表现。然而在高密度信息设备与便携式设备中，基板多层化或器件内藏化需要低温安装技术。此外，对于不耐热的元器件、防雷设备、温度敏感器件设备、LED照明行业、低温作业等环境的焊接时，均需采用低温焊接，而不能使用Sn-Ag-Cu系高熔点焊料，因此低温无铅焊料应运而生。

但是，现有技术中的无铅低温焊料在焊接时会有比较多的氧化渣，焊接质量较差，安全性不够。

有鉴于此，本发明旨在提供一种无铅低温焊料及其制备方法，其在139℃～200℃焊接时，极少氧化渣，并能保持在此温度下锡炉表面光亮基本无氧化，焊料在200℃-260℃可维持50秒不被氧化，大大提升了焊接效率，及对PCBA板电子元器件的伤害；低温焊料抗氧化性能佳；焊接时比普通的Sn-Ag-Cu系更少焊接缺陷，焊点表面特别光亮，焊点饱满、无连焊，有效的提高了焊接质量，环保安全。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种无铅低温焊料，其在139℃～200℃焊接时，极少氧化渣，并能保持在此温度下锡炉表面光亮基本无氧化，焊料在200℃-260℃可维持50秒不被氧化，大大提升了焊接效率，减少了对PCBA板电子元器件的伤害；低温焊料抗氧化性能佳；焊接时比普通的Sn-Ag-Cu系更少焊接缺陷，焊点表面特别光亮，焊点饱满、无连焊，有效的提高了焊接质量，环保安全。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种无铅低温焊料，按质量百分比计，所述焊料包括如下组分：铋0.001％～58.0％、银0.001％～1.0％、锑0.001％～2.0％、铟0.001％～0.1％、磷0.001％～0.15％、锗0.001％～0.08％、铍0.001％～0.015％，铈0.001％～0.015％；余量为锡。

作为本发明无铅低温焊料的一种改进，按质量百分比计，所述焊料包括如下组分：铋1％～30％、银0.1％～0.5％、锑0.1％～1.5％、铟0.01％～0.05％、磷0.008％～0.1％、锗0.008％～0.05％、铍0.005％～0.01％，铈0.005％～0.01％；余量为锡。

作为本发明无铅低温焊料的一种改进，按质量百分比计，所述焊料包括如下组分：铋15％、银0.3％、锑0.8％、铟0.03％、磷0.05％、锗0.015％、铍0.008％，铈0.008％；余量为锡。

作为本发明无铅低温焊料的一种改进，所述低温焊料的制备方法包括如下步骤：

第一步，按照质量百分比称量铋粉、银粉、锑粉、铟粉、磷粉、锗粉、铍粉、铈粉和锡粉，以上粉体的颗粒度为150目-200目，氧含量为千分之三至千分之五；含氧量不能太高，因为太高会使焊料失去活性，不容易浸润基材表面，因而失去焊接性能。

第二步，用V型混粉机混粉，混粉持续时间为3h-10h，得到混合粉，然后在粉末轧机上把混合粉轧制成0.8mm-1.2mm厚的板坯；

第三步，板坯放入真空炉，真空度不低于0.01Pa，烧结温度为480℃-600℃，烧结1h-5h，压延退火，得到焊料。

作为本发明无铅低温焊料的一种改进，退火的温度为350℃-500℃，保温时间为20min-60min，真空度不低于0.01Pa。

相对于现有技术，本发明的无铅低温焊料在钎焊时流动性好、润湿性好，焊点强度高。通过在焊料中加入适量比例的铟和铍，使得该焊料在紫铜、黄铜以及镍基合金上具有很好的“润湿性能”，而且铍可用作具有小原子的金属，该金属原子够小而能进入锡晶体结构内的间隙位置，从而防止产生晶须，同时，锑的加入还可以防止产生锡相变及防止锡晶须的产生。