CN107931883A - 一种焊料合金及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种焊料合金及其制备方法，按照重量百分比计算，采用如下原料制备：Sb 1‑5％、Ag 0.1‑0.4％、In 1‑5％、Bi 0.3‑1.2％、Cu 0.1‑0.3％、Ge 0.1‑0.5％、Fe 0.3‑1％、P 0.6‑1.4％，余量为Sn。与现有技术相比，本发明以Sb、Ag、In、Bi、Cu、Ge、Fe、P、Sn作为成分，各个成分相互作用、相互影响，保证了制备的焊锡合金具有良好的润湿性，并且降低焊料合金的熔点。

Description

一种焊料合金及其制备方法
技术领域
本发明涉及焊料技术领域，尤其涉及一种焊料合金及其制备方法。
背景技术
焊料是用于填加到焊缝、堆焊层和钎缝中的金属合金材料的总称。包括焊丝、焊条、钎料等。焊料化合物过去是锡-铅合金，即锡-铅合金具有合适的熔点、强度特性和电特性，是数十年来电子工业中主要使用的产品。
现有技术中，焊料合金及其制备方法得到了广泛的报道，例如，申请号为201380032335.5的中国专利文献报道了一种焊料合金，提供即使熔融焊料合金暴露于大气中也能够减少浮渣的产生量，抑制熔融焊料合金的变色、再氧化，抑制Al、Ni的浸析现象的Sn-Zn系焊料合金，为了比Zn更优先地在焊料浴的表面形成氧化膜来抑制Al、Ni向焊料合金中的扩散，具有以质量％计由Zn：3-25％、Ti：0.002-0.25％、Al：0.002-0.25％、以及余量的Sn构成的合金组成。申请号为201280003644.5的中国专利文献报道了一种可获得高音质、高的试听评价的音响用焊料合金，其作为音频系统用滤波电路NW等电子电路中使用的各种电子部件连接用的接合焊料，由适当含量的6元焊料合金(Sn·Ag·Cu·Sb·In·Ni·Pb)构成。作为优选的含量的一例，Ag为1.0-1.01质量％，Cu为0.71-0.72质量％，In为0.003-0.0037质量％，Ni为0.016-0.017质量％，Pb为0.0025-0.0035质量％，剩余部分为Sn。申请号为95190195.8的中国专利文献报道了一种机械强度高,而且,湿润性优良的高强度焊料合金,其特征是由以下成分构成:Si 0.0005-0.35(重量)％、Ag 0-5.0(重量)％、Sb 0-10.0(重量)％、Bi 0-10.0(重量)％、Sn 20-95(重量)％、Pb 0-70(重量)％、Ca 0-0.5(重量)％。
但是，上述报道的焊料合金的熔点较高。
发明内容
本发明解决的技术问题在于提供一种焊料合金及其制备方法，熔点较低，具有良好的润湿性能。
有鉴于此，本发明提供了一种焊料合金，按照重量百分比计算，采用如下原料制备：Sb 1-5％、Ag 0.1-0.4％、In 1-5％、Bi 0.3-1.2％、Cu 0.1-0.3％、Ge 0.1-0.5％、Fe0.3-1％、P 0.6-1.4％，余量为Sn。
优选的，Sb 1-3％。
优选的，Ag 0.3-0.4％。
优选的，In 1-3％。
优选的，Bi 0.6-1.2％。
优选的，Cu 0.1-0.2％。
优选的，Ge 0.2-0.5％。
优选的，Fe 0.5-0.8％。
优选的，P 0.8-1.3％。
相应的，本发明还提供一种上述技术方案所述的焊料合金，包括以下步骤：将Sb、Ag、In、Bi、Cu、Ge、Fe、P、Sn加入至熔炼炉中，升温至350-400℃，保温40-80分钟，搅拌，继续升温至460-500℃，保温90-120分钟，搅拌，冷却至室温，得到焊料合金。
本发明提供一种焊料合金及其制备方法，按照重量百分比计算，采用如下原料制备：Sb 1-5％、Ag 0.1-0.4％、In 1-5％、Bi 0.3-1.2％、Cu 0.1-0.3％、Ge 0.1-0.5％、Fe0.3-1％、P 0.6-1.4％，余量为Sn。该制备方法包括以下步骤：将Sb、Ag、In、Bi、Cu、Ge、Fe、P、Sn加入至熔炼炉中，升温至350-400℃，保温40-80分钟，搅拌，继续升温至460-500℃，保温90-120分钟，搅拌，冷却至室温，得到焊料合金。与现有技术相比，本发明以Sb、Ag、In、Bi、Cu、Ge、Fe、P、Sn作为成分，各个成分相互作用、相互影响，保证了制备的焊锡合金具有良好的润湿性，并且降低焊料合金的熔点。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
本发明实施例公开了一种焊料合金，按照重量百分比计算，采用如下原料制备：Sb1-5％、Ag 0.1-0.4％、In 1-5％、Bi 0.3-1.2％、Cu 0.1-0.3％、Ge 0.1-0.5％、Fe 0.3-1％、P 0.6-1.4％，余量为Sn。
作为优选方案，Sb 1-3％，Ag 0.3-0.4％，In 1-3％，Bi 0.6-1.2％，Cu 0.1-0.2％，Ge 0.2-0.5％，Fe 0.5-0.8％，P 0.8-1.3％。
相应的，本发明还提供一种上述技术方案所述的焊料合金的制备方法，包括以下步骤：将Sb、Ag、In、Bi、Cu、Ge、Fe、P、Sn加入至熔炼炉中，升温至350-400℃，保温40-80分钟，搅拌，继续升温至460-500℃，保温90-120分钟，搅拌，冷却至室温，得到焊料合金。
从以上方案可以看出，本发明以Sb、Ag、In、Bi、Cu、Ge、Fe、P、Sn作为成分，各个成分相互作用、相互影响，保证了制备的焊锡合金具有良好的润湿性，并且降低焊料合金的熔点。
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
本发明实施例采用的原料均为市购。
实施例1
一种焊料合金，按照重量百分比计算，采用如下原料制备：
Sb 1％、Ag 0.4％、In 5％、Bi 0.3％、Cu 0.3％、Ge 0.1％、Fe 1％、P 0.6％，余量为Sn。
制备步骤：
按照重量百分比，将Sb、Ag、In、Bi、Cu、Ge、Fe、P、Sn加入至熔炼炉中，升温至380℃，保温60分钟，搅拌，继续升温至480℃，保温100分钟，搅拌，冷却至室温，得到焊料合金。
对本实施例制备的焊料合金的性能进行检测，固相线温度为207℃，液相线温度为218℃，剪切强度为31N/mm2，延伸率为75％。
实施例2
一种焊料合金，按照重量百分比计算，采用如下原料制备：
Sb 5％、Ag 0.1％、In 5％、Bi 0.3％、Cu0.2％、Ge 0.1％、Fe 1％、P 0.6％，余量为Sn。
制备步骤：
按照重量百分比，将Sb、Ag、In、Bi、Cu、Ge、Fe、P、Sn加入至熔炼炉中，升温至380℃，保温60分钟，搅拌，继续升温至480℃，保温100分钟，搅拌，冷却至室温，得到焊料合金。
对本实施例制备的焊料合金的性能进行检测，固相线温度为206℃，液相线温度为217℃，剪切强度为32N/mm2，延伸率为76％。
实施例3
一种焊料合金，按照重量百分比计算，采用如下原料制备：
Sb 2％、Ag 0.1％、In 1-5％、Bi 1％、Cu 0.2％、Ge 0.3％、Fe 05％、P 1％，余量为Sn。
制备步骤：
按照重量百分比，将Sb、Ag、In、Bi、Cu、Ge、Fe、P、Sn加入至熔炼炉中，升温至380℃，保温60分钟，搅拌，继续升温至480℃，保温100分钟，搅拌，冷却至室温，得到焊料合金。
对本实施例制备的焊料合金的性能进行检测，固相线温度为209℃，液相线温度为215℃，剪切强度为31N/mm2，延伸率为74％。
实施例4
一种焊料合金，按照重量百分比计算，采用如下原料制备：
Sb 1％、Ag 0.3％、In 3％、Bi 0.9％、Cu 0.2％、Ge 0.4％、Fe 0.3％、P 0.9％，余量为Sn。
制备步骤：
按照重量百分比，将Sb、Ag、In、Bi、Cu、Ge、Fe、P、Sn加入至熔炼炉中，升温至380℃，保温60分钟，搅拌，继续升温至480℃，保温100分钟，搅拌，冷却至室温，得到焊料合金。
对本实施例制备的焊料合金的性能进行检测，固相线温度为204℃，液相线温度为214℃，剪切强度为32N/mm2，延伸率为74％。
实施例5
一种焊料合金，按照重量百分比计算，采用如下原料制备：
Sb 4％、Ag 0.3％、In 2％、Bi 0.8％、Cu 0.1％、Ge 0.4％、Fe 0.9％、P 0.8％，余量为Sn。
制备步骤：
按照重量百分比，将Sb、Ag、In、Bi、Cu、Ge、Fe、P、Sn加入至熔炼炉中，升温至380℃，保温60分钟，搅拌，继续升温至480℃，保温100分钟，搅拌，冷却至室温，得到焊料合金。
对本实施例制备的焊料合金的性能进行检测，固相线温度为211℃，液相线温度为219℃，剪切强度为29N/mm2，延伸率为74％。
实施例6
一种焊料合金，按照重量百分比计算，采用如下原料制备：
Sb 3％、Ag 0.3％、In 2％、Bi 0.5％、Cu 0.3％、Ge 0.4％、Fe 0.6％、P 0.7％，余量为Sn。
制备步骤：
按照重量百分比，将Sb、Ag、In、Bi、Cu、Ge、Fe、P、Sn加入至熔炼炉中，升温至380℃，保温60分钟，搅拌，继续升温至480℃，保温100分钟，搅拌，冷却至室温，得到焊料合金。
对本实施例制备的焊料合金的性能进行检测，固相线温度为211℃，液相线温度为217℃，剪切强度为31N/mm2，延伸率为74％。
实施例7
一种焊料合金，按照重量百分比计算，采用如下原料制备：
Sb 2％、Ag 0.2％、In 3％、Bi 0.8％、Cu 0.1％、Ge 0.5％、Fe 0.9％、P 0.9％，余量为Sn。
制备步骤：
按照重量百分比，将Sb、Ag、In、Bi、Cu、Ge、Fe、P、Sn加入至熔炼炉中，升温至380℃，保温60分钟，搅拌，继续升温至480℃，保温100分钟，搅拌，冷却至室温，得到焊料合金。
对本实施例制备的焊料合金的性能进行检测，固相线温度为208℃，液相线温度为217℃，剪切强度为30N/mm2，延伸率为76％。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种焊料合金，其特征在于，按照重量百分比计算，采用如下原料制备：
Sb 1-5％、Ag 0.1-0.4％、In 1-5％、Bi 0.3-1.2％、Cu 0.1-0.3％、Ge 0.1-0.5％、Fe0.3-1％、P 0.6-1.4％，余量为Sn。
2.根据权利要求1所述的焊料合金，其特征在于，Sb 1-3％。
3.根据权利要求1所述的焊料合金，其特征在于，Ag 0.3-0.4％。
4.根据权利要求1所述的焊料合金，其特征在于，In 1-3％。
5.根据权利要求1所述的焊料合金，其特征在于，Bi 0.6-1.2％。
6.根据权利要求1所述的焊料合金，其特征在于，Cu 0.1-0.2％。
7.根据权利要求1所述的焊料合金，其特征在于，Ge 0.2-0.5％。
8.根据权利要求1所述的焊料合金，其特征在于，Fe 0.5-0.8％。
9.根据权利要求1所述的焊料合金，其特征在于，P 0.8-1.3％。
10.一种权利要求1-9任意一项所述的焊料合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将Sb、Ag、In、Bi、Cu、Ge、Fe、P、Sn加入至熔炼炉中，升温至350-400℃，保温40-80分钟，搅拌，继续升温至460-500℃，保温90-120分钟，搅拌，冷却至室温，得到焊料合金。
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