[发明专利]低温无铅焊锡膏及其制备方法

说明书

本发明公开一种低温无铅焊锡膏及其制备方法，低温无铅焊锡膏由以下质量百分含量的原料组成：低温锡铋银铜四元无铅焊锡粉86%～91%；助焊剂9%～14%；其中，所述的低温锡铋银铜四元无铅焊锡粉由锡铋银铜四种元素组成，其中铋的质量百分含量为46‑52%，铜的质量百分含量为0.3‑1.2%，银的质量百分含量为0.4‑1.2%，锡的质量百分含量为45.6‑53.3%；采用本发明制得的焊锡膏，其铋含量相对较高但范围合理，可令产品的固相线温度由138℃提高到151℃，适合低温封装工艺，焊接峰值温度不超过200℃，与Sn42Bi58合金相比，本产品拉伸强度、剪切强度、抗跌落性能及热循环寿命均有大幅度提升。

技术领域

本发明涉及焊料领域技术，尤其是指一种低温无铅焊锡膏及其制备方法。

背景技术

锡基焊料领域中，可提供在低温条件下焊接并有多年实际应用经验主要是共晶点为138℃的Sn42Bi58合金，其应用在元器件焊端镀层是无铅的；有铅镀层由于SnPbBi三元合金存在96℃的共晶点，限制了其应用。Sn42Bi58合金在凝固时会出现偏析出硬脆的Bi，抗机械跌落冲击性能较差，导热系数也偏低。

国外的Indium公司在Sn42Bi58合金改善其机械性能方面推出了Sn42Bi57Ag1.0合金，其液相线温度略微提高到了140℃。国内采用Sn42Bi57.6Ag0.4合金（此合金Alpha公司在美国、英国、德国、韩国有相关的专利）焊接LED灯不耐高温的遥控器板，焊接峰值温度不超过175℃。

液相线温度和固相线温度相同的合金存在共晶点，称之为共晶合金。液相线温度高于固相线温度则是非共晶合金。

共晶的锡铋合金中添加少量的银可细化共晶微观结构，铸造温度的优化也可以改变Sn42Bi57Ag1.0合金组织结构，通过高温铸造冷却的方式细化了晶体组织。

锡铋银的其他合金成分在电子组装行业应用较为广泛主要有 Sn64Bi35Ag1.0和Sn64.7Bi35Ag0.3，其液相线温度接近170-178℃之间，合理焊接峰值温度在200-220℃，严格来说这两者属于中温合金。中温合金还包括Sn69.5Bi30.0Cu0.5合金（固相线温度149℃，液相线温度186℃）和Sn82.5Bi17.0Cu0.5（固相线温度190℃，液相线温度209℃），上述焊料的润湿性及拉伸、剪切性能较差。

而SnBiAgCu四元合金，其中铋含量在17-58%之间尚未见研究报道。

发明内容

有鉴于此，本发明针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种低温无铅焊锡膏及其制备方法，其固相线温度由138℃提高到151℃，适合低温封装工艺，焊接峰值温度不超过200℃。与Sn42Bi58合金相比，本产品的拉伸强度、剪切强度、抗跌落性能及热循环寿命均有大幅度提升。

为实现上述目的，本发明采用如下之技术方案：

一种低温无铅焊锡膏，由以下质量百分含量的原料组成：

低温锡铋银铜四元无铅焊锡粉 86%～91%；

助焊剂 9%～14%；

其中，所述的低温锡铋银铜四元无铅焊锡粉由锡铋银铜四种元素组成，其中铋的质量百分含量为46-52%，铜的质量百分含量为0.3-1.2%，银的质量百分含量为0.4-1.2%，锡的质量百分含量为45.6-53.3%；

所述的助焊剂由以下质量百分含量的原料组成：

松香 30%～50%；

触变剂 5%～10%；

活性剂 5%～12%；