CN104946926A - 一种低银多元合金锡球的制备方法 - Google Patents

一种低银多元合金锡球的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种低银多元合金锡球的制备方法，所述低银多元合金锡球包括Ag0.1％～0.5％、Cu0.4％～0.8％、Ni0.01％～0.06％、Ge0.015％～0.045％、Pb0.03％～0.05％、Ga0.001％～0.005％及P0.001％～0.003％，其余为锡，具体包括以下步骤：(1)锡银母合金熔液的制备、锡铜母合金熔液的制备、锡镍母合金熔液的制备、锡锗合金熔液的制备、锡磷合金熔液的制备，低银合金的制备；(2)利用均匀液滴成型法，制得低银合金锡球。本发明提供的低银多元合金锡球的制备方法，所得的锡球润湿性及抗拉强度好、锡球成本低廉，焊点可靠性好，制备方法操作简单，成本低廉。

Description

一种低银多元合金锡球的制备方法
技术领域
本发明涉及一种锡球的制备方法，尤其地，本发明涉及到应用于电镀行业的一种低银多元合金锡球的制备方法。
背景技术
随着信息化时代的进一步发展，电子产品也日益向微型化、集成化发展，相应地，为了满足了人们对电子产品短、小、轻、薄的要求，电子产品的制造商也竭尽所能使电子产品达到以下要求：尺寸更小、重量更轻、功能更强大。因而封装结构中的引脚数量也大为增加，高密封性、高精度也越来越受到企业和消费者的重视。
锡球是用来代替IC元件封装结构中的引脚，从而满足电性互连以及机械连接要求的一种连接件，其终端产品为数码相机等消费性电子产品。锡球须具有真圆度、光亮度、导电和机械连线性能佳、球径公差微小、含氧量底等特点，但是现有技术下对生产的产品的精度往往不能满足要求。
目前用于电镀行业的锡球的制备方法有两种，一种是冷镦法，其要求将料浇注成锭再挤压成杆，然后进行冷镦成型，这种方法不仅工序繁琐，而且清洗干净也会影响后续使用；另一种方法是铸造法，就是操作人员将锡液舀出倒入模具中，冷却形成锡球。
发明内容
本发明的目的是提供一种低银多元合金锡球的制备方法，通过这种加工所得的锡球润湿性及抗拉强度好、锡球成本低廉，焊点可靠性好，制备方法操作简单，成本低廉。
本发明的技术方案包括：所述低银多元合金锡球包括Ag0.1％～0.5％、Cu0.4％～0.8％、Ni0.01％～0.06％、Ge0.015％～0.045％、Pb0.03％～0.05％、Ga0.001％～0.005％及P0.001％～0.003％，其余为锡，包括以下步骤:
a.按照3:7的锡银比例将炼制锡银母合金的原料通过进料口加入到中频炉中，中频炉的温度设定为1100-1200℃，到温后把炉体倾斜，将制得母合金倒入不锈钢容器Ⅰ，冷却备用；
b.按照3.5:6.5的锡铜比例将炼制锡铜母合金的原料通过进料口加入到中频炉中，中频炉的温度设定为1300-1400℃，到温后把炉体倾斜，将制得母合金倒入不锈钢容器Ⅱ，冷却备用；
c.按照0.3:9.7的锡镍比例将炼制锡镍母合金的原料通过进料口加入到中频炉中，中频炉的温度设定为1300-1400℃，到温后把炉体倾斜，将制得母合金倒入不锈钢容器Ⅲ，冷却备用；
d.按照0.15-0.45:9.85-9.55的锡锗比例将炼制锡锗合金的原料加入到真空炉中，真空炉的温度设定为1050℃，将制得母合金倒入不锈钢容器Ⅴ，冷却备用；
e.按照0.01-0.03:9.99-9.97的锡磷比例将炼制锡磷合金的原料加入到真空炉中，真空炉的温度设定为250℃，将制得母合金倒入不锈钢容器Ⅵ，冷却后备用；
f.将从步骤a、b、c获得的母合金和从步骤d、e获得的合金分别从不锈钢容器中舀出倒入不锈钢容器中与剩余的锡和0.001％～0.005％重量的铅在温度350-450℃下充分混合，搅拌30分钟后，静置20分钟，制成低银合金；
g.当温度降低到250-300℃时，在上述制得的低银合金中加入比例的钾，搅拌30分钟，将温度升至350-390℃时，静置20分钟后，舀出冷却，做成高抗氧化低银合金备用。
本发明提供一种低银多元合金锡球的制备方法，优选地，所述比例的钾的含量为0.001％～0.005％。
本发明提供一种低银多元合金锡球的制备方法，优选地，根据不同直径的锡球选择相应的钻石眼模,利用均匀液滴成型法，将氮气储气罐中的液态氮气充入到锡球的制备装置中，使低银多元锡球冷却，利用氮气气化器及输送氮气的管道将气态氮气充入到装置中，对整个制备过程进行保护。
本发明与现有技术相比，其有益效果体现在：
①本发明提供的一种低银多元合金锡球的制备方法，制备锡球的润湿性及抗拉强度好、成本低廉，焊点可靠性好，能够满足客户的需求。
②本发明提供的一种低银多元合金锡球的制备方法操作简单，成本低廉。
附图说明
下面结合附图对本发明的优选实施方式进行详细或者优选地描述，其中，
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
根据本发明的技术方案，在不变更本发明的实质精神的情况下，本领域的普通技术人员可以提出本发明的多个结构方式。因此以下具体实施方式以及附图只是对本发明的技术方案的具体说明，而不应当视为本发明的全部或者视为对本发明技术方案的限定或限制。
本发明的技术方案包括：所述低银多元合金锡球包括Ag0.1％～0.5％、Cu0.4％～0.8％、Ni0.01％～0.06％、Ge0.015％～0.045％、Pb0.03％～0.05％、Ga0.001％～0.005％及P0.001％～0.003％，其余为锡，包括以下步骤:
(a)按照3:7的锡银比例将炼制锡银母合金的原料通过进料口加入到中频炉中，中频炉的温度设定为1100-1200℃，到温后把炉体倾斜，将制得母合金倒入不锈钢容器Ⅰ，冷却备用；
(b)按照3.5:6.5的锡铜比例将炼制锡铜母合金的原料通过进料口加入到中频炉中，中频炉的温度设定为1300-1400℃，到温后把炉体倾斜，将制得母合金倒入不锈钢容器Ⅱ，冷却备用；
(c)按照0.3:9.7的锡镍比例将炼制锡镍母合金的原料通过进料口加入到中频炉中，中频炉的温度设定为1300-1400℃，到温后把炉体倾斜，将制得母合金倒入不锈钢容器Ⅲ，冷却备用；
(d)按照0.15-0.45:9.85-9.55的锡锗比例将炼制锡锗合金的原料加入到真空炉中，真空炉的温度设定为1050℃，将制得母合金倒入不锈钢容器Ⅴ，冷却备用；
(e)按照0.01-0.03:9.99-9.97的锡磷比例将炼制锡磷合金的原料加入到真空炉中，真空炉的温度设定为250℃，将制得母合金倒入不锈钢容器Ⅵ，冷却后备用；
(f)将从步骤(a)、(b)、(c)获得的母合金分别从不锈钢容器中舀出倒入不锈钢容器4中与剩余的锡和0.001％～0.005％重量的铅在温度350-450℃下充分混合，搅拌30分钟后，静置20分钟，制成低银合金；
(g)当温度降低到250-300℃时，在上述制得的低银合金中加入比例的钾，搅拌30分钟，将温度升至350-390℃时，静置20分钟后，舀出冷却，做成高抗氧化低银合金备用。
本发明提供一种低银多元合金锡球的制备方法，优选地，所述比例的钾的含量为0.001％～0.005％。
本发明提供一种低银多元合金锡球的制备方法，优选地，利用均匀液滴成型法，根据不同直径的锡球选择相应的钻石眼模,将氮气储气罐中的液态氮气充入到锡球的制备装置中，使低银多元冷却，利用氮气气化器及输送氮气的管道将气态氮气充入到装置中，对整个制备过程进行保护。
本发明提供的一种低银多元合金锡球的制备方法,其制成的锡球的球径范围如下：
球径(μm) 公差(μm) 真圆度(％)
30-100 ±4 98
101-150 ±5 98
151-250 ±7 98
251-450 ±7 98
451-550 ±10 96
551-700 ±15 96
701-889 ±20 94
＞889 ±25 90
本发明提供的一种低银多元合金锡球的制备方法制成的锡球,润湿性及抗拉强度好、成本低廉，焊点可靠性好，能够满足客户的需求，操作简单，成本低廉。

Claims (3)

1.一种低银多元合金锡球的制备方法，其特征在于，所述低银多元合金锡球包括Ag0.1％～0.5％、Cu0.4％～0.8％、Ni0.01％～0.06％、Ge0.015％～0.045％、Pb0.03％～0.05％、Ga0.001％～0.005％及P0.001％～0.003％，其余为锡，具体包括以下步骤：
a.按照3:7的锡银比例将炼制锡银母合金的原料通过进料口加入到中频炉中，中频炉的温度设定为1100-1200℃，到温后把炉体倾斜，将制得母合金倒入不锈钢容器Ⅰ，冷却备用；
b.按照3.5:6.5的锡铜比例将炼制锡铜母合金的原料通过进料口加入到中频炉中，中频炉的温度设定为1300-1400℃，到温后把炉体倾斜，将制得母合金倒入不锈钢容器Ⅱ，冷却备用；
c.按照0.3:9.7的锡镍比例将炼制锡镍母合金的原料通过进料口加入到中频炉中，中频炉的温度设定为1300-1400℃，到温后把炉体倾斜，将制得母合金倒入不锈钢容器Ⅲ，冷却备用；
d.按照0.15-0.45:9.85-9.55的锡锗比例将炼制锡锗合金的原料加入到真空炉中，真空炉的温度设定为1050℃，将制得母合金倒入不锈钢容器Ⅴ，冷却备用；
e.按照0.01-0.03:9.99-9.97的锡磷比例将炼制锡磷合金的原料加入到真空炉中，真空炉的温度设定为250℃，将制得母合金倒入不锈钢容器Ⅵ，冷却后备用；
f.将从步骤a、b、c获得的母合金和从步骤d、e获得的合金分别从不锈钢容器中舀出倒入不锈钢容器中与剩余的锡和0.001％～0.005％重量的铅在温度350-450℃下充分混合，搅拌30分钟后，静置20分钟，制成低银合金；
g.当温度降低到250-300℃时，在上述制得的合金中加入比例的钾，搅拌30分钟，将温度升至350-390℃，静置20分钟后，舀出冷却，做成高抗氧化低银合金备用。
2.根据权利要求1所述的一种低银多元合金锡球的制备方法，其特征在于，所述比例的钾的含量为0.001％～0.005％。
3.根据权利要求2所述的一种低银多元合金锡球的制备方法，其特征在于，根据不同直径的锡球选择相应的钻石眼模,利用均匀液滴成型法，将氮气储气罐中的液态氮气充入到锡球的制备装置中，使低银多元锡球冷却，利用氮气气化器及输送氮气的管道将气态氮气充入到装置中，对整个制备过程进行保护。
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