CN101497153A - 锡铜锑无铅钎料 - Google Patents
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Abstract
锡铜锑无铅钎料，在近20年的时间里，全世界还没有找到可以完全替代锡铅合金的封装钎料。但是已经公认，在众多无铅钎料中，Sn－Cu系合金已经开始用于波峰焊等电子封装的焊接制造工程当中。然而该合金熔点高于传统锡铅钎料，润湿性能也有所下降，焊点接头的力学性能、可靠性也还需要改善与提高。同时还存在另一个潜在的问题，即Sn－Cu系合金低温下会发生β－Sn向α－Sn的同素异形转变，即通常所说的锡瘟现象。本发明组成包括：铜、锑、锡，所述的锡铜锑无铅钎料为锡铜锑系合金，所述铜的重量百分数为0.7，所述锑的重量百分数为0.1～1.2，所述锡的重量百分数为98.1～99.2。本发明应用于电子封装领域。
Description
技术领域：
本发明涉及一种电子封装用钎焊材料。
背景技术：
世界已经进入信息时代。近二三十年里，以计算机为代表的电子信息技术产品发展极为迅速。锡钎焊技术是现代电子信息产品封装的基础技术之一。锡铅(以Sn-37Pb为典型成分)合金作为古典的钎料合金一直应用至今。然而，从20世纪60年代起人们逐渐认识到金属铅的毒害作用。进入到20世纪90年代后，无铅化的浪潮开始进入电子封装这一领域。
自2006年7月1日起欧盟的“废弃电力电子设备指令”(directive onWaste Electrical and Electronic Equipment，WEEE)和“电力电子设备中禁止使用某些有毒有害物质指令”(directive on the Restriction of the use ofcertain Hazardous Substances in electrical and electronic equipment，RoHS)正式生效，而我国信息产业部与、国家发改委、国家环保总局等七个部委于2006年2月28日联合公布了《电子信息产品污染控制管理办法(第39号)》，该办法已于2007年3月1日开始施行。
在近20年的时间里，全世界还没有找到可以完全替代锡铅合金的封装钎料。但是已经公认，在众多无铅钎料中，Sn-Cu系合金已经开始用于波峰焊等电子封装的焊接制造工程当中。然而该合金熔点高于传统锡铅钎料，润湿性能也有所下降，焊点接头的力学性能、可靠性也还需要改善与提高。同时还存在另一个潜在的问题，即Sn-Cu系合金低温下会发生β-Sn向α-Sn的同素异形转变，即通常所说的锡瘟现象。
发明内容：
本发明的目的是提供一种无毒无公害、安全环保的钎焊材料。
上述的目的通过以下的技术方案实现：
锡铜锑无铅钎料，其组成包括：铜、锑、锡，所述的锡铜锑无铅钎料为锡铜锑系合金，所述铜的重量百分数为0.7，所述锑的重量百分数为0.1～1.2，所述锡的重量百分数为98.1～99.2。
所述的锡铜锑无铅钎料，所述铜的重量百分数为0.7，所述锑的重量百分数为0.25，所述锡的重量百分数为99.05。
所述的锡铜锑无铅钎料，所述铜的重量百分数为0.7，所述锑的重量百分数为0.5，所述锡的重量百分数为98.8。
所述的锡铜锑无铅钎料，所述铜的重量百分数为0.7，所述锑的重量百分数为0.75，所述锡的重量百分数为98.55。
所述的锡铜锑无铅钎料，所述铜的重量百分数为0.7，所述锑的重量百分数为1.0，所述锡的重量百分数为98.3。
这个技术方案有以下有益效果：
1.本发明与传统的锡铅钎料相比不含铅、对人和环境无害。
2.锑元素在化学元素表中与锡元素同处于第5周期并且相邻，物理与化学性能有许多近似之处。从相图上看，在锡元素中加入少量的铜和锑，既有可能形成固溶体、也有可能形成化合物，这几个元素及其合金无毒、无公害、安全环保。
3.本发明与现时已经使用的锡铜无铅钎料相比，锑的加入可以抑制锡瘟的产生。
4.锑的加入不会出现低熔点共晶物(测试结果见附图)，有利于在钎焊过程中形成可靠的焊点。
5.锑的加入可以提高钎焊接头的剪切强度。钎焊基板为纯铜，钎焊加热设备为DY-560型台式电脑程控表面贴装焊机。钎焊加热工艺曲线见附图5。钎剂的成分配比为：异丙醇65％，松香30％，氯化亚锡(SnCl2)5％。用XLD-系列液晶屏显电子式拉力试验机进行剪切测试，用Auto CAD测量断口面积，表1为试验结果。
表1 剪切试验结果
6.锑的加入对接头界面时效过程中金属间化合物的长大有抑制作用。采用FEI Sirion 200型热场发射扫描电子显微镜对钎焊界面分别时效前后进行拍照，再利用Auto CAD测量金属间化合物厚度，结果见表2、表3、表4和表5。
表2 钎焊后界面化合物平均厚度(μm)
表3 时效100h后界面化合物平均厚度(μm)
表4 时效500h后界面化合物平均厚度(μm)
表5 界面化合物总平均厚度对比(μm)
附图说明：
附图1是钎料Sn-0.7Cu-0.25Sb熔化特性曲线。
附图2是钎料Sn-0.7Cu-0.5Sb熔化特性曲线。
附图3是钎料Sn-0.7Cu-0.75Sb熔化特性曲线。
附图4是钎料Sn-0.7Cu-1.0Sb熔化特性曲线。
附图5是回流焊接工艺温度曲线。
本发明的具体实施方式：
实施例1：
锡铜锑无铅钎料，其组成包括：铜、锑、锡，所述的锡铜锑无铅钎料为锡铜锑系合金，所述铜的重量百分数为0.7，所述锑的重量百分数为0.1～1.2，所述锡的重量百分数为98.1～99.2。
钎焊基板为纯铜。钎剂的成分配比为：异丙醇65％，松香30％，氯化亚锡(SnCl2)5％。钎焊加热工艺曲线如附图5。
实施例2：
所述的锡铜锑无铅钎料，所述铜的重量百分数为0.7，所述锑的重量百分数为0.25，所述锡的重量百分数为99.05。
钎焊基板为纯铜。钎剂的成分配比为：异丙醇65％，松香30％，氯化亚锡(SnCl2)5％。钎焊加热工艺曲线如附图5。
实施例3：
所述的锡铜锑无铅钎料，所述铜的重量百分数为0.7，所述锑的重量百分数为0.5，所述锡的重量百分数为98.8。
钎焊基板为纯铜。钎剂的成分配比为：异丙醇65％，松香30％，氯化亚锡(SnCl2)5％。钎焊加热工艺曲线如附图5。
实施例4：
所述的锡铜锑无铅钎料，所述铜的重量百分数为0.7，所述锑的重量百分数为0.75，所述锡的重量百分数为98.55。
钎焊基板为纯铜。钎剂的成分配比为：异丙醇65％，松香30％，氯化亚锡(SnCl2)5％。钎焊加热工艺曲线如附图5。
实施例5：
所述的锡铜锑无铅钎料，所述铜的重量百分数为0.7，所述锑的重量百分数为1.0，所述锡的重量百分数为98.3。
钎焊基板为纯铜。钎剂的成分配比为：异丙醇65％，松香30％，氯化亚锡(SnCl2)5％。钎焊加热工艺曲线如附图5。
Claims (5)
1.一种锡铜锑无铅钎料，其组成包括：铜、锑、锡，其特征是：所述的锡铜锑无铅钎料为锡铜锑系合金，所述铜的重量百分数为0.7，所述锑的重量百分数为0.1～1.2，所述锡的重量百分数为98.1～99.2。
2.根据权利要求1所述的锡铜锑无铅钎料，其特征是：所述铜的重量百分数为0.7，所述锑的重量百分数为0.25，所述锡的重量百分数为99.05。
3.根据权利要求1所述的锡铜锑无铅钎料，其特征是：所述铜的重量百分数为0.7，所述锑的重量百分数为0.5，所述锡的重量百分数为98.8。
4.根据权利要求1所述的锡铜锑无铅钎料，其特征是：所述铜的重量百分数为0.7，所述锑的重量百分数为0.75，所述锡的重量百分数为98.55。
5.根据权利要求1所述的锡铜锑无铅钎料，其特征是：所述铜的重量百分数为0.7，所述锑的重量百分数为1.0，所述锡的重量百分数为98.3。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNA2008100639575A CN101497153A (zh) | 2008-01-31 | 2008-01-31 | 锡铜锑无铅钎料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101497153A true CN101497153A (zh) | 2009-08-05 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| CNA2008100639575A Pending CN101497153A (zh) | 2008-01-31 | 2008-01-31 | 锡铜锑无铅钎料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101497153A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102962599A (zh) * | 2012-11-20 | 2013-03-13 | 哈尔滨理工大学 | 电子封装用无铅钎料 |
| CN107557611A (zh) * | 2017-09-29 | 2018-01-09 | 卢书健 | 一种锡制储香罐及其制备方法 |
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2008
- 2008-01-31 CN CNA2008100639575A patent/CN101497153A/zh active Pending
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