CN100366377C - 无铅软钎焊料 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种无铅软钎焊料，其特征在于它由下述重量百分比的原料组成：Cu0.01～3.0%、La0.01～1.0%和Sn余量，在上述的无铅软钎焊料中还加入0.01～0.5%的Ni，在上述两种无铅软钎焊料中还入0.001～0.05%的P和0.001～0.05%的Ga，本发明的系列无铅软钎焊料为SnCuLa、SnCuLaNi，SnCuLaPGa和SnCuLaNiPGa，该焊料具有润湿性好、抗氧化能力强、焊点表面光亮、晶粒细化、提高抗折拉性能和减少或消焊点桥联的优点及效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种无铅软钎焊料，特别是可用于浸焊又可用于波峰焊的无铅软钎焊料，属焊接材料。
背景技术
随着人们环保意识的增强，环保法规的日益完善和严格，虽然锡铅焊料具有优异的润湿性、焊接性、良好的力学性能以及价格便宜等优点，但是铅及化合物为危害人类健康及污染环境的有害有毒物资，因此电子工业中需要无铅软钎焊料来代替传统的锡铅焊料，特别是随着电子产品的轻量化、小型化、微型化的提升对电子产品的质量要求更加严格，现有的无铅焊料多数为SnAg、SnCu、SnAgCu、SnCuNi，也有少数加入混合稀土，其不足之处是有的熔点高，有的结晶较粗，有的润湿性差、有的易氧化，有的在熔炼过程中易产生偏析现象。
发明内容
本发明的目的正是为了克服上述已有技术存在的缺点与不足而提供一种具有润湿性好、抗氧化能力强、焊点表面光亮的无铅软钎焊料，从而满足电子产品的无铅化要求。
本发明的目的是通过下列技术方案实现的：
无铅软钎焊料，其特征在于它由下述重量百分比的原料组成：
Cu 0.01～3.0％、La 0.01～1.0％和Sn余量。
其中优选的Cu用量为0.5～1.5％、La用量为0.01～0.1％，在上述的无铅软钎焊料中还加入0.01～0.5％的Ni，其中优选的Ni用量为0.01～0.1％，在上述两种的无铅软钎焊料中还加入0.001～0.05％的P和0.001～0.05％的Ga，本发明的无铅软钎焊料为Sn Cu La、SnCu La Ni、Sn Cu LaPGa和Sn Cu La Ni PGa。
本发明的产品是在传统的SnCu无铅软钎焊料的基础上添加La组份，它可以细化合金晶粒，并可提高抗折拉性能，再添加Ni可改变金属间化合物的性能，特别是Sn合金中Cu6Sn5，Ni可使Cu6Sn5熔解，使针状转变为球状，而球状化合物相对熔融钎料的流动性影响要小得多，从而减少桥联的形成，同时也使合金表面光亮，提高了产品的质量，在此基础上再加入P和Ga，两者并用在熔融的焊料锅内能净化液面，消除焊点桥联，同时可减少焊料锅表面金属氧化物的产量，从而减少使用成本，因此本发明的系列产品的性能均有较大的提高。
本发明的系列产品通过传统的方法冶炼，选用的各原料的纯度：Sn为99.5％，Cu≥99.5％，La≥99.9％、Ni≥99.5％，P和Ga≥99.5％以Sn为主料，Cu，La，Ni，P和Ga与Sn的中间合金加入，可制成焊锡丝、焊锡条、焊锡球和焊膏产品，从而可满足元器件浸焊、PCB组装、MST微电子表面封装及表面贴装的焊接需要。
本发明的产品与SnCu主要性能比较，其结果如下：
1、可焊性，见表1
表1可焊性比较结果
| 产品 | SnCu | SnCuLa | SnCuLaNi | SnCuLaPGa | SnCuLaNiPGa |
| 润湿力(Nm) | 0.609 | 0.611 | 0.610 | 0.611 | 0.610 |
2、熔点见表2
表2熔点比较结果
| 产品 | SnCu | SnCuLa | SnCuLaNi | SnCuLaPGa | SnCuLaNiPGa |
| 熔点(℃) | 227 | 228 | 226 | 228 | 226 |
3、扩展率见表3
表3扩展率比较结果
| 产品 | SnCu | SnCuLa | SnCuLaNi | SnCuLaPGa | SnCuLaNiPGa |
| 扩展率(％) | 71.29 | 74.55 | 77.34 | 74.55 | 74.34 |
4、抗氧化能力见表4
表4抗氧化能力比较结果
| 产品 | SnCu | SnCuLa | SnCuLaNi | SnCuLaPGa | SnCuLaNiPGa |
| 抗氧化能力(250℃) | 静态下保持10秒液面被氧化 | 静态下保持10秒液面被氧化 | 静态下保持10秒液面被氧化 | 静态下保持4小时液面仍为银白色 | 静态下保持4小时液面仍为银白色 |
从上述比较结果可以看出本发明产品在扩展率和抗氧化能力都有明显的提高，而熔点也很相近，说明该产品的性能很好。
由于采取上述技术方案使本发明技术与已有技术相比具有润湿性好、抗氧化能力强、焊点表面光亮、晶粒细化、提高抗折拉性能和减少或消除焊点桥联的优点及效果。
具体实施方式
实施例
| 实施例 | 原料组份用量(kg) | |||||
| Sn | Cu | La | Ni | P | Ga | |
| 1 | 98.99 | 0.01 | 1.0 | |||
| 2 | 97.70 | 1.8 | 0.5 | |||
| 3 | 96.99 | 3.0 | 0.01 | |||
| 4 | 99.39 | 0.5 | 0.1 | 0.01 | ||
| 5 | 98.90 | 1.0 | 0.05 | 0.05 | ||
| 6 | 97.99 | 1.5 | 0.01 | 0.5 | ||
| 7 | 99.599 | 0.05 | 0.3 | 0.001 | 0.05 | |
| 8 | 97.16 | 2.0 | 0.8 | 0.01 | 0.03 | |
| 9 | 99.069 | 0.80 | 0.08 | 0.05 | 0.001 | |
| 10 | 99.60 | 0.3 | 0.06 | 0.03 | 0.005 | 0.005 |
| 11 | 98.23 | 1.6 | 0.04 | 0.1 | 0.015 | 0.015 |
| 12 | 97.14 | 2.5 | 0.02 | 0.3 | 0.02 | 0.02 |
Claims (5)
1.无铅软钎焊料，其特征在于它由下述重量百分比的原料组成：
Cu 0.01～3.0％、La 0.01～1.0％和Sn余量。
2.根据权利要求1所述的无铅软钎焊料，其特征在于无铅软钎焊料中还加入0.01～0.5％的Ni。
3.根据权利要求1或2所述的无铅软钎焊料，其特征在于无铅软钎焊料中还加入0.001～0.05％的P和0.001～0.05％的Ga。
4.根据权利要求1所述的无铅软钎焊料，其特征在于无铅软钎焊料中Cu用量为0.5～1.5％、La用量为0.01～0.1％。
5.根据权利要求2所述的无铅软钎焊料，其特征在于无铅软钎焊料中用量为Ni 0.01～0.1％。
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