CN103243234B

CN103243234B - 一种电子封装软钎焊用系列低银无铅钎料及其制备方法

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Publication number: CN103243234B
Application number: CN201310152250.2A
Authority: CN
Inventors: 黄家强; 肖德成; 刘家党; 景龙
Original assignee: Shenzhen Tongfang Xinyuan Technology Co ltd; Shenzhen Tong Fang Electronic New Material Co ltd
Current assignee: Shenzhen Tongfang Xinyuan Technology Co ltd; Shenzhen Tong Fang Electronic New Material Co ltd
Priority date: 2013-04-27
Filing date: 2013-04-27
Publication date: 2015-08-26
Anticipated expiration: 2033-04-27
Also published as: CN103243234A

Abstract

本发明涉及一种电子封装软钎焊用系列低银无铅钎料及其制备方法，钎料包括Ag、Cu、Si、Pr、Ge和Sn，其中Ag含量仅0.01~1.0%；制备时，先制备Sn-Pr中间合金和Sn-Si中间合金，然后将KCl和LiCl混合盐加热熔化后覆盖在熔炉内余量锡液面上，保温，将熔融钎料升温至600~700℃，加入Sn-Si中间合金，搅拌，保温再降低熔融钎料温度到500~600℃，加入Sn-Pr中间合金，再将熔融钎料降温到400~500℃，加入Ag、Cu和Ge，搅拌均匀，保温，最后浇铸在固定的模具使其冷却成型，制得所述钎料。本发明具有成本低、润湿性好、可焊性好、抗拉强度高和溶Cu速率低等优点及效果。

Description

一种电子封装软钎焊用系列低银无铅钎料及其制备方法

技术领域

本发明涉及电子电气产品的电子封装软钎焊技术领域，具体涉及一种电子封装软钎焊用系列低银无铅钎料及其制备方法。

背景技术

近年来，由于铅及化合物给人类生态环境带来的污染与危害日益严重以及人类环保意识的增强，全球范围内禁止使用Pb的呼声日渐高涨，电子封装无铅化理念已经深入全球各国并掀起了一片无铅钎料的研究热潮。

目前，有关无铅钎料的研究工作得到快速发展，Sn-Ag-Cu无铅钎料凭借可焊性好、可靠性高和优异的力学性能等优势而被公认为有铅钎料最理想的替代者，其主流型号有美国NEMI推荐的Sn-3.9Ag-0.6Cu（SAC396）、欧盟IDEALS推荐的Sn-3.8Ag-0.7Cu（SAC387）和日本JEIDA推荐的Sn-3.0Ag-0.5Cu（SAC305）无铅钎料。然而在上述几种主流的合金中，Ag的含量都不小于3.0%。总所周知，Ag是一种贵金属，存储量少，价格贵，近几年持续走高的国际市场Ag价格大大提高了Sn-Ag-Cu无铅钎料的原料成本，原料成本的上升也导致了相应电子产品成本的提高。此外，上述几种高Ag含量的Sn-Ag-Cu无铅钎料在高温钎焊过后的凝固过程中容易产生大量的硬而脆的板条状Ag₃Sn金属间化合物，在机械应力的作用下，这些Ag₃Sn脆性相往往成为裂纹源，从而导致钎料的耐跌落冲击性能显著下降。

因此，为了降低生产成本，并且减少钎料中板条状Ag₃Sn金属间化合物的含量，提高焊点的可靠性和电子产品的市场竞争力，国内外掀起了对低Ag含量的无铅钎料的研究热潮，目前已取得一定的研究和应用成果，具有代表性的低银产品有Sn-0.3Ag-0.7Cu、Sn-0.5Ag-0.7Cu、Sn-1.0Ag-0.5Cu。然而，低银钎料虽然减少了Ag的使用，降低了生产成本，并减少了钎料内部的Ag₃Sn金属间化合物，但同时也带来了熔点高、流动性、润湿性和力学性能变差等问题，使其无法满足一些高端电子产品的高可靠性要求，特别是在近几年电子产品朝着微型化、轻量化和多功能化的方向发展过程中，焊点尺寸越来越微小，服役条件越来越苛刻，因此，低银无铅钎料的润湿性弱以及其焊点力学强度差等问题日益突出。

目前已有大量关于改善低银无铅钎料润湿性和力学性能的研究，但全面分析和研究当今国内外所出现的低银Sn-Ag-Cu系钎料的专利后发现，能够全面改善低银Sn-Ag-Cu系钎料综合性能的钎料专利尚很少，所公开的专利中力学行能、物理性能与工艺性能往往顾此失彼。例如，中国专利CN1201896C公开的一种无铅焊料：Sn-(0.8~1.1)Ag -(0.3~0.8)Cu-(3~7)Bi-(0.0005~0.0008)P-(0.05~0.1)Re，通过添加P和Re显著提高了抗氧化性，同时添加Bi降低钎料熔点，然而含量大于3%时Bi会超过其在钎料内的固溶度而析出，使焊点变脆，降低焊点可靠性，另外Bi元素往往会造成焊点剥离的缺陷；又如中国专利CN102248318B公开的一种低银抗氧化Sn-Ag系无铅钎料：Sn-(2~2.5)Ag-(0.1~1.2)Mn-(0.08~0.12)Ni-(0.4~0.6)In-(0.08~0.12)P-(0.01~0.4)Y，该钎料添加了具有二次脱氧作用的Mn元素从而提高了钎料的抗氧化性能，然而添加的Ag含量仍然过高，由此带来了较高的生产成本；再如目前市场上应用广泛的Sn-0.3Ag-0.7Cu钎料，虽然仅使用0.3%的Ag，使钎料的成本大为降低，但由于熔点的升高使得其润湿性大大减弱，并且在高温钎焊过程中溶Cu速率也较快。综上所述，目前公开的低银无铅钎料任然存在着不少问题：银含量较高，使用Bi且含量较高容易产生成分偏析和焊点剥离，溶Cu速率较快，以及由于银含量降低带来润湿性和力学性能变差等问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有的低银无铅钎料中银含量较高、润湿性能和力学性能都比较差的技术问题，提供一种电子封装软钎焊用系列低银无铅钎料及其制备方法，从而减低含银钎料的生产成本，改善钎料的润湿性能和力学性能，并进一步降低钎料对Cu的溶蚀。

一种电子封装软钎焊用系列低银无铅钎料，其以占该低银无铅钎料的质量百分比计，包括如下组分：0.01%~1.0%的Ag、0.01%~1.0%的Cu、0.001%~0.1%的Si、0.001%~0.5%的Pr、0.002%~0.2%的Ge，余量为Sn。

进一步优化的：Ag占该低银无铅钎料的质量百分比为0.01%~0.09%。

进一步优化的：还包括占所述低银无铅钎料质量百分比0~0.8%的V、Cr、Mn、Ni、Zr、Pd和P中的一种或两种以上。

制备上述电子封装软钎焊用系列低银无铅钎料的方法，包括如下步骤：

（a）分别在真空熔炼炉中制备出含Pr为1％wt ~15％wt的Sn-Pr中间合金和含Si为1％wt~5％wt的Sn-Si中间合金；Pr和Si的用量满足权利要求1所述的质量百分比；

（b）将KCl和LiCl的混合盐于500~550℃加热熔化后盖浇在熔炉内熔融锡的液面上，保温30~40分钟；

（c）将步骤（b）盖浇混合盐后得到的熔融锡升温到600~700℃，加入步骤（a）得

到的Sn-Si中间合金，搅拌均匀，保温30~40分钟，得到熔融的Sn-Si合金；

（d）再将步骤（c）中熔融的Sn-Si合金降温到500~600℃，加入步骤（a）得到的Sn-Pr中间合金，均匀搅拌30~40分钟，得到熔融的Sn-Si-Pr合金；

（e）再将熔融的Sn-Si-Pr合金降温到400~500℃，加入满足所述质量百分比的Ag、

Cu和Ge，搅拌均匀，保温60~120分钟，得到熔融的Sn-Ag-Cu-Si-Pr-Ge合金静置出炉，浇注在模具中，凝固后去除表面的混合盐，制得Sn-Ag-Cu-Si-Pr-Ge 系列低银无铅钎料，即所述电子封装软钎焊用系列低银无铅钎料。

进一步优化的，步骤（b）所述混合盐中KCl和LiCl的质量百分比为1~3:1。

进一步优化的，所述步骤（c）还加入占最终产品低银无铅钎料质量百分比0~0.8%

的V、Cr、Mn、Ni、Zr、Pd和P中的一种或两种以上，得到Sn-Si与V、Cr、Mn、Ni、Zr、Pd和P中的一种或两种以上元素的熔融合金。

进一步优化的，步骤（c）中所述V、Cr、Mn、Ni、Zr、Pd和P分别以含V为1％wt的Sn-V中间合金、含Cr为1％wt的Sn-Cr中间合金、含Mn为1％wt的Sn-Mn中间合金，含Ni为5％wt的Sn-Ni中间合金，含Zr为5％wt的Sn-Zr中间合金，含Pd为5％wt的Sn-Pd和含P为5％wt的Sn-P中间合金形式加入。

上述制备方法中，步骤（b）所述融熔锡的用量为整个制备方法中锡的总用量减去所有中间合金的锡用量。

进一步优化的，所述的低银无铅钎料还进一步加工成钎料柱、钎料条、钎料丝、钎料球或钎料粉。

本发明的各组分的协同作用及机理如下：

本发明在Sn-Ag-Cu钎料中加入了0.01~1.0%的Ag。Ag导电性和导热性能非常好。研究表明，Ag与Sn、Cu形成的Sn-Ag-Cu三元合金体系中，合金的润湿性能和耐热疲劳性能随着Ag添加量的升高而增强。然而Ag是一种贵金属，存储量少，价格贵，同时过高的Ag含量会生成更多的Ag₃Sn金属间化合物并严重影响焊后可靠性。从本发明的整体方案来考虑，经研究确定其加入量为0.01~1.0%，优选0.01%~0.09%。

本发明在Sn-Ag-Cu钎料中加入了0.01~1.0%的Cu。Cu是电子封装中运用最为广泛的印刷线路板焊盘材质，在钎焊过程它能够与钎料中的Sn发生很好的界面反应，形成牢固可靠的冶金结合，并且在钎料体内形成弥散分布的Cu₆Sn₅金属间化合物能够显著提高焊点的力学性能，同时还能够抑制钎料对基板Cu的溶蚀。然而，Cu的添加量不能超过1.0%，过高的Cu含量会提高钎料的液相线而使熔点升高，流动性变差，因此从本发明的整体方案来考虑，其最佳加入量为0.01~1.0%。

本发明在Sn-Ag-Cu钎料中加入了0.001~0.1%的Si。Si的比重比较轻，当钎料中添加微量的Si后，Si容易在熔融钎料的表面的富集，有效的隔绝液态钎料和大气的直接接触，防止钎料的进一步氧化，而且还能够细化晶粒，增强焊点的结合强度，抑制熔融钎料对Cu的溶蚀。研究表明，本发明中Si的最佳加入量为0.001~0.1%。

本发明在Sn-Ag-Cu钎料中加入了0.001~0.5%的稀土Pr。稀土元素被称为金属中的“维生素”，不仅可以去除合金中的杂质、净化合金成分，而且还可以使合金的显微组织得到细化，力学性能得到显著提高。在钎料中添加稀土Pr后，Pr极易在熔融钎料的表面富集，降低了液态钎料的表面张力来促进钎料在Cu或Ni等基板上的润湿铺展；此外，稀土Pr还可以净化钎料的合金成分，促进钎料在凝固过程中的形核，抑制粗大富Sn相的生成，从而细化晶粒，提高钎料的力学性能，并能抑制界面金属间化合物的生长和钎料对Cu的溶蚀，增强焊点的结合强度等力学性能。然而Pr比较活泼，过多的添加会生成大量的氧化物恶化润湿性能，因此，从本发明的整体方案来考虑，其最佳加入量为0.001~0.5%。

本发明在Sn-Ag-Cu钎料中加入了0.002~0.2%的Ge。由于无铅钎料的熔点比较高，相应的钎焊温度也较高，因此很容易造成钎料的氧化以及大量锡渣的生成。Ge具有非常好的抗氧化性能，钎料中添加了微量的Ge后极易在液态钎料表面形成一层连续的致密氧化膜保护层，有效地阻碍高温熔融钎料与大气的直接接触，进而减弱钎料的氧化，提高钎料的润湿性能。研究表明，本发明中Ge的最佳加入量为0.002~0.01%。

本发明在Sn-Ag-Cu钎料中还可加入了0~0.8%的V、Cr、Mn、Ni、Zr、Pd和P中的一种或两种或两种以上，用于进一步改善本发明钎料的力学性能和抗氧化性能，并且降低溶Cu速率。

与现有技术相比，本发明具有如下优点和技术效果：

由于采用了上述技术方案，通过对原料和工艺过程和各参数的限定，综合发挥各原料及工艺参数的协同作用，避免了顾此失彼的缺陷，使得最终产品与现有技术相比，扩展率达到76%以上，抗拉强度大于47MPa，溶Cu速率小于0.148μm/s，具有成本低、润湿性好、可焊性好、抗拉强度高和溶Cu速率低的优点及效果，适用于电子封装软钎焊领域中在波峰焊、回流焊、浸焊和手工钎焊等工艺。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明做进一步说明，但本发明的实施和保护范围不限于此。

实施例1：

一种电子封装软钎焊用系列低银无铅钎料的组分及其质量百分比为：Ag：0.5%，Cu：0.7%，Ge：0.1%，Si：0.05%，Pr：0.25%，Sn：98.4%。

分别在真空熔炼炉中制备出含Pr为5％的Sn-Pr中间合金和含Si为1％的Sn-Si中

间合金；将195g的KCl和150g的LiCl的混合盐于500℃加热熔化后盖浇在887gSn的液面上，保温30分钟；将熔化的锡升温到600℃，加入50gSn-Si中间合金，均匀搅拌，保温30分钟，得到熔融的Sn-Si合金；再将熔融的Sn-Si合金降温到500℃，加入50gSn-Pr中间合金，均匀搅拌40分钟，得到熔融的Sn-Si-Pr合金；再将熔融的Sn-Si-Pr合金降温到400℃，加入5gAg、7gCu和1gGe，搅拌均匀，保温120分钟，得到熔融的Sn-Ag-Cu-Si-Pr-Ge合金静置出炉，浇注在不锈钢模具中，凝固后去除表面的混合盐，即制得1000gSn-Ag-Cu-Si-Pr-Ge低银无铅钎料。

实施例2：

一种电子封装软钎焊用系列低银无铅钎料的组分及其质量百分比为：Ag：1.0%，Cu：0.01%，Ge：0.002%，Si：0.1%，Pr：0.5%，Sn：98.388%。

间合金；将195g的KCl和150g的LiCl的混合盐于550℃加热熔化后盖浇在789.88gSn的液面上，保温40分钟；将熔化的锡液升温到700℃，加入100gSn-Si中间合金，均匀搅拌，保温40分钟，得到熔融的Sn-Si合金；再将熔融的Sn-Si合金降温到600℃，加入100gSn-Pr中间合金，均匀搅拌30分钟，得到熔融的Sn-Si-Pr合金；再将熔融的Sn-Si-Pr合金降温到500℃，加入10gAg、0.1gCu和0.02gGe，搅拌均匀，保温60分钟，得到熔融的Sn-Ag-Cu-Si-Pr-Ge合金静置出炉，浇注在不锈钢模具中，凝固后去除表面的混合盐，即制得1000gSn-Ag-Cu-Si-Pr-Ge低银无铅钎料。

实施例3：

一种电子封装软钎焊用系列低银无铅钎料的组分及其质量百分比为：Ag：0.01%，Cu：1.0%，Ge：0.2%，Si：0.001%，Pr：0.001%，Sn：98.788%。

间合金；将195g的KCl和150g的LiCl的混合盐于520℃加热熔化后盖浇在986.7gSn的液面上，保温35分钟；将熔化的锡液升温到650℃，加入1gSn-Si中间合金，均匀搅拌，保温35分钟，得到熔融的Sn-Si合金；再将熔融的Sn-Si合金降温到550℃，加入0.2gSn-Pr中间合金，均匀搅拌35分钟，得到熔融的Sn-Si-Pr合金；再将熔融的Sn-Si-Pr合金降温到450℃，加入0.1gAg、10gCu和2gGe，搅拌均匀，保温100分钟，得到熔融的Sn-Ag-Cu-Si-Pr-Ge合金静置出炉，浇注在不锈钢模具中，凝固后去除表面的混合盐，即制得1000gSn-Ag-Cu-Si-Pr-Ge低银无铅钎料。

实施例4：

一种电子封装软钎焊用系列低银无铅钎料的组分及其质量百分比为：Ag：1. 0%，Cu：0.1%，Ge：0.1%，Si：0.02%，Pr：0.15%，Zr：0.05%，Sn：98.58%。

分别在真空熔炼炉中制备出含Pr为5％的Sn-Pr中间合金、含Si为1％的Sn-Si中间合金和含Zr为5%的Sn-Zr中间合金；将195g的KCl和150g的LiCl的混合盐于550℃加热熔化后盖浇在熔928g Sn的液面上，保温30分钟；将熔融钎料升温到700℃，加入20gSn-Si中间合金和10g Sn-Zr中间合金，均匀搅拌，保温40分钟，得到熔融的Sn-Si-Zr合金；再将熔融的Sn-Si-Zr合金降温到600℃，加入30gSn-Pr中间合金，均匀搅拌40分钟，得到熔融的Sn-Si-Zr-Pr合金；接着再将熔融的Sn-Si-Zr-Pr合金降温到500℃，加入10gAg、1gCu和1gGe，搅拌均匀，保温60分钟，得到熔融Sn-Ag-Cu-Si-Pr-Ge-Zr合金静置出炉，浇注在不锈钢模具中，凝固后去除表面的混合盐，即制得1000gSn-Ag-Cu-Si-Pr-Ge-Zr低银无铅钎料。

实施例5：

一种电子封装软钎焊用系列低银无铅钎料的组分及其质量百分比为：Ag：1.0%，Cu：1.0%，Ge：0.1%，Si：0.1%，Pr：0.1%，Mn：0.2%，P：0.01%，Sn：97.49%。

分别在真空熔炼炉中制备出含Pr为5％的Sn-Pr中间合金、含Si为1％的Sn-Si中间合金、含Mn为1％的Sn-Mn中间合金和含P为5％的Sn-P中间合金；将195g的KCl和150g的LiCl的混合盐于500℃加热熔化后盖浇在657gSn的液面上，保温40分钟；将熔融钎料升温到600℃，加入100gSn-Si中间合金、200gSn-Mn中间合金和2gSn-P中间合金，均匀搅拌，保温30分钟，得到熔融的Sn-Si-Mn-P合金；再将熔融的Sn-Si-Mn-P合金降温到500℃，加入20gSn-Pr中间合金，均匀搅拌30分钟，得到熔融的Sn-Si-Mn-P-Pr合金；接着再将熔融的Sn-Si-Mn-P-Pr合金降温到400℃，加入10gAg、10gCu和1gGe，搅拌均匀，保温120分钟，得到熔融的Sn-Ag-Cu-Si-Pr-Ge-Mn-P合金静置出炉，浇注在不锈钢模具中，凝固后去除表面的混合盐，即制得1000gSn-Ag-Cu-Si-Pr-Ge-Mn-P低银无铅钎料。

实施例6：

一种电子封装软钎焊用系列低银无铅钎料的组分及其质量百分比为：Ag：0.01%，Cu：0.7%，Ge：0.03%，Si：0.02%，Pr：0.05%，V：0.2%，Cr：0.3%，Ni：0.1%，Pd：0.2%，Sn：98.39%。

分别在真空熔炼炉中制备出含Pr为5％的Sn-Pr中间合金、含Si为1％的Sn-Si中间合金、含V为1％的Sn-V中间合金、含Cr为1％的Sn-Cr中间合金、含Ni为5％的Sn-Ni中间合金和含Pd为5％的Sn-Pd中间合金；将195g的KCl和150g的LiCl的混合盐于530℃加热熔化后盖浇在熔402.6g Sn的液面上，保温35分钟；将熔融钎料升温到650℃，加入20gSn-Si中间合金、200g Sn-V中间合金、300gSn-Cr中间合金、20g Sn-Ni中间合金和40g Sn-Pd中间合金，均匀搅拌，保温35分钟，得到熔融的Sn-Si-V-Cr-Ni-Pd合金；再将熔融的Sn-Si-V-Cr-Ni-Pd合金降温到550℃，加入10gSn-Pr中间合金，均匀搅拌35分钟，得到熔融的Sn-Si-V-Cr-Ni-Pd-Pr合金；接着再将熔融的Sn-Si-V-Cr-Ni-Pd-Pr合金降温到450℃，加入0.1gAg、7gCu和0.3gGe，搅拌均匀，保温90分钟，得到熔融Sn-Ag-Cu-Si-Pr-Ge-V-Cr-Ni-Pd合金静置出炉，浇注在不锈钢模具中，凝固后去除表面的混合盐，即制得1000gSn-Ag-Cu-Si-Pr-Ge-V-Cr-Ni-Pd低银无铅钎料。

对比实施例1

原料组分及其质量百分比为：Ag：0.3%，Cu：0.7%， Sn：99.0%。

将195gKCl和150gLiCl的混合盐于500℃加热熔化后盖浇在熔炼炉内的990gSn液面上，保温30分钟；加入3gAg和7gCu，搅拌均匀，之后保温60分钟；待合金混合均匀后，静置出炉，浇注在不锈钢模具中，凝固后去除表面的混合盐，即制得1000g Sn-0.3Ag-0.7Cu无铅钎料。

对比实施例2

原料组分及其质量百分比为：Ag：3.0%，Cu：0.5%， Sn：96.5%。

将195gKCl和150gLiCl的混合盐于500℃加热熔化后盖浇在熔炼炉内的965gSn液面上，保温30分钟；加入30gAg和5gCu，搅拌均匀，之后保温60分钟；待合金混合均匀后，静置出炉，浇注在不锈钢模具中，凝固后去除表面的混合盐，即制得1000g Sn-3.0Ag-0.5Cu无铅钎料。

本发明在相同的试验条件下进行了电子封装软钎焊用系列低银无铅钎料的评估。实施例1至实施例6及对比实施例1至2的评估结果见表1。

表1 实施例1至实施例6及对比实施例1至2的评估结果

由表1可知，在相同的试验条件下，本发明的系列低银无铅钎料的扩展率达到76%以上，抗拉强度大于47MPa，溶Cu速率小于0.148μm/s，不仅成本低、润湿性高和可焊性好，同时相比于常规含银钎料SAC0307和SAC305具有更高的抗拉强度和更低的溶Cu速率等优势，适用于电子封装软钎焊领域中在波峰焊、回流焊、浸焊和手工钎焊等工艺。

以上实施例1至6及对比实施例1至2的测试方法可按以下步骤进行：

（1）钎料合金熔化区间的测试

先将待测样品剪切制得20mg左右的块状，用无水乙醇清洗并吹干，然后用差示扫描量热仪（DSC Q200，美国TA公司）测试钎料合金的熔化区间。测试条件为：在氩气保护气氛下，将20mg左右经过清洗和干燥的钎料合金放入差示扫描量热仪，以5℃/min的速度从室温升至250℃，再以5℃/min的速度从250℃降温到室温。

（2）钎料合金在Cu基板上的扩展率测试

a、扩展率试验所用纯铜片尺寸为30×30×0.3 mm，用丙酮去除铜板上的油污后，然后浸入到4%HCl溶液中去除氧化层，最后用无水乙醇进行清洗；

b、将无铅钎料制成直径6mm、质量为0.3g±0.005g的圆片状预成形片，然后放到乙醇中进行超声波清洗10min；

c、选用松香基免清洗助焊剂，用滴管将0.02 ml钎剂滴于纯铜片中央，然后将圆片状的钎料预成形片放于纯铜片中央，再将纯铜片水平放在温度控制在265±3℃的加热平台中，保温30s，待钎料圆片铺展完成后将铜片平稳移出加热平台空冷；

d、对铺展试样进行清洗后，用数码相机拍照对比焊点形貌，然后用Image-Pro Plus图形处理软件计算出试样的铺展面积；

e、每组采用5个试样，求其平均值，按如下公式计算出钎料的扩展率：

S =（A′－A）/ A

其中，A′和A为钎料合金在Cu基板上铺展后的面积及原始试样的面积。

（3）钎料抗拉强度测试

根据日本标准JIS Z 3198测试钎料的抗拉强度，试验前将钎料加工成一定尺寸的哑铃状，然后采用精密电子力学试验机进行测试，试验的拉伸速率为0.5mm/min。

（4）钎料溶Cu速率测试

将Φ1 mm的纯Cu丝清洗干净，用游标卡尺测量其直径d₁，然后浸入265±3℃的熔融钎料液中保温一段时间t，取出后将表面锡层去除干净，测量Cu丝直径d₂，按如下公式计算出钎料的溶Cu速率：

v =（d₁－d₂）/ 2t。

Claims

1.电子封装软钎焊用系列低银无铅钎料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

（a）分别在真空熔炼炉中制备出含Pr为1％wt ~15％wt的Sn-Pr中间合金和含Si为1％wt ~5％wt的Sn-Si中间合金，备用；

（b）将KCl和LiCl的混合盐于500~550℃加热熔化后盖浇在真空熔炼炉内熔融锡的液面上，保温30~40分钟；

（e）再将熔融的Sn-Si-Pr合金降温到400~500℃，加入Ag、Cu和Ge，搅拌均匀，保温60~120分钟，得到熔融的Sn-Ag-Cu-Si-Pr-Ge合金静置出炉，浇注在模具中，凝固后去除表面的混合盐，制得Sn-Ag-Cu-Si-Pr-Ge 系列低银无铅钎料，即所述电子封装软钎焊用系列低银无铅钎料，以占该低银无铅钎料的质量百分比计，该低银无铅钎料包括如下组分：0.01%~1.0%的Ag、0.01%~1.0%的Cu、0.001%~0.1%的Si、0.001%~0.5%的Pr、0.002%~0.2%的Ge，余量为Sn。

2.根据权利要求1所述的制备电子封装软钎焊用系列低银无铅钎料的方法，其特征在于步骤（b）所述混合盐中KCl和LiCl的质量百分比为1~3:1。

3.根据权利要求1所述的制备电子封装软钎焊用系列低银无铅钎料的方法，其特

征在于：所述步骤（c）还加入占最终产品低银无铅钎料质量百分比0~0.8%的V、Cr、Mn、Ni、Zr、Pd和P中的一种或两种以上，得到Sn-Si与V、Cr、Mn、Ni、Zr、Pd和P中的一种或两种以上元素的熔融合金。

4.根据权利要求3所述的制备电子封装软钎焊用系列低银无铅钎料的方法，其特征在于：步骤（c）中所述V、Cr、Mn、Ni、Zr、Pd和P分别以含V为1％wt的Sn-V中间合金、含Cr为1％wt的Sn-Cr中间合金、含Mn为1％wt的Sn-Mn中间合金，含Ni为5％wt的Sn-Ni中间合金，含Zr为5％wt的Sn-Zr中间合金，含Pd为5％wt的Sn-Pd和含P为5％wt的Sn-P中间合金形式加入。

5.根据权利要求1所述的制备电子封装软钎焊用系列低银无铅钎料的方法，其特征在于所述的低银无铅钎料还进一步加工成钎料柱、钎料条、钎料丝、钎料球或钎料粉。

6.由权利要求1所述制备方法制得的一种电子封装软钎焊用系列低银无铅钎料。

7.根据权利要求6的电子封装软钎焊用系列低银无铅钎料，其特征在于：Ag占该低银无铅钎料的质量百分比为0.01%~0.09%。

8.根据权利要求6的电子封装软钎焊用系列低银无铅钎料，其特征在于：还包括占所述低银无铅钎料质量百分比0~0.8%的V、Cr、Mn、Ni、Zr、Pd和P中的一种或两种以上。