[发明专利]一种含Ga和Nd的Sn-Cu-Ni无铅钎料

说明书

一种含Ga和Nd的Sn‑Cu‑Ni无铅钎料，属于金属材料类及冶金领域的钎焊材料。其化学成分按质量百分数配比为：0.5～1.0%的Cu，0.05～0.35%的Ni，0.003～0.008%的Se，0.001～0.003%的Zr，0.4～0.6%的Ga，0.04～0.06%的Nd，余量为Sn，其中：Ga与Nd的添加量质量比满足Ga︰Nd=10︰1。具有良好的润湿性能，能有效地抑制钎缝界面金属间化合物厚度的增长并能有效地抑制钎焊接头锡须的生长，显著提高钎焊接头的可靠性并且适用于电子行业波峰焊以及兼顾用于再流焊等焊接。

技术领域

本发明涉及一种含Ga和Nd的Sn-Cu-Ni无铅钎料，属于金属材料类及冶金领域的钎焊材料。主要用于电子行业元器件的组装及封装，是一种钎焊性能(如润湿性能)良好、 焊点(钎缝)力学性能优良、能有效地抑制钎焊接头锡须的生长的新型绿色、环保型无铅 钎料。

背景技术

传统的Sn-Pb钎料由于其具有良好的润湿性、成本低、熔点低等优点被广泛应用于电 子组装及封装领域，却因Pb元素对环境以及人体有害。现今研究的Sn基无铅钎料主要有Sn-Ag、Sn-Ag-Cu、Sn-Zn、Sn-Cu、Sn-Bi等。Sn-Cu合金系钎料因其成本低廉、良好的抗 热疲劳性能而被广泛使用，尤其在波峰焊情况下，其共晶熔点达到227℃，但其润湿性、 力学性能不如其他无铅钎料。有研究者在Sn-Cu钎料中添加金属Ni元素，发现Sn-Cu-Ni 复合钎料性能比Sn-Cu钎料优越，为了进一步提高Sn-Cu-Ni钎料的综合性能，研究者在 其中添加稀土元素。

目前Sn-Cu、Sn-Cu-Ni系钎料由于具有较好的综合性能，价格适中，具有良好的应用 前景，在波峰焊上已经开始应用。经过检索，在我国知识产权局申请的Sn-Cu、Sn-Cu-Ni系钎料无铅钎料发明专利已经达到280余件。但是，在使用过程中发现，随着时间的延长，添加稀土元素的Sn-Cu-Ni钎料的钎缝界面金属间化合物的厚度有逐步增长、增厚的趋势，特别是钎焊接头随着时间的推移，容易萌生可造成电子元器件短路的锡须，会大大降低钎焊接头的“可靠性”。因此，添加稀土元素的Sn-Cu-Ni钎料存在的这些问题，急需研究、 改进，开发出新的高可靠性Sn-Cu-Ni系钎料，以满足用户的需要。本项发明“一种含Ga 和Nd的Sn-Cu-Ni无铅钎料”，即是在这种技术背景下完成的。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有良好的润湿性能，能有效地抑制钎缝界面金属间化合物 厚度的增长并能有效地抑制钎焊接头锡须的生长，显著提高钎焊接头的可靠性并且适用于 电子行业波峰焊以及兼顾用于再流焊等焊接的含Ga和Nd的Sn-Cu-Ni无铅钎料。

本发明的目的是这样来达到的，一种含Ga和Nd的Sn-Cu-Ni无铅钎料，其化学成分按质量百分数配比为：0.5～1.0％的Cu，0.05～0.35％的Ni，0.003～0.008％的Se，0.001～0.003％的Zr，0.4～0.6％的Ga，0.04～0.06％的Nd，余量为Sn，其中：Ga与Nd的添加量 质量比满足Ga︰Nd＝10︰1。

一种含Ga和Nd的Sn-Cu-Ni无铅钎料，其化学成分按质量百分数配比为：0.5％的Cu， 0.35％的Ni，0.003％的Se，0.003％的Zr，0.4％的Ga，0.04％的Nd，余量为Sn，其中： Ga与Nd的添加量质量比满足Ga︰Nd＝10︰1。

一种含Ga和Nd的Sn-Cu-Ni无铅钎料，其化学成分按质量百分数配比为：1.0％的Cu， 0.05％的Ni，0.008％的Se，0.003％的Zr，0.6％的Ga，0.06％的Nd，余量为Sn，其中： Ga与Nd的添加量质量比满足Ga︰Nd＝10︰1。

一种含Ga和Nd的Sn-Cu-Ni无铅钎料，其化学成分按质量百分数配比为：0.7％的Cu， 0.15％的Ni，0.005％的Se，0.002％的Zr，0.5％的Ga，0.05％的Nd，余量为Sn，其中： Ga与Nd的添加量质量比满足Ga︰Nd＝10︰1。