CN109175769A - 连续纤维增强Sn-Bi-Zn系无铅焊料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了连续纤维增强Sn‑Bi‑Zn系无铅焊料，以质量百分比计，由以下组分组成：连续纤维0.1‑0.5％，Sn‑Bi‑Zn系合金粉80‑90％，助焊剂10‑15％，本发明还公开了Sn‑Bi‑Zn系合金粉的具体组成。本发明公开的无铅焊料熔点低，力学性能好，抗疲劳性能优异，润湿性能好。

Description

连续纤维增强Sn-Bi-Zn系无铅焊料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及无铅焊料领域，具体的涉及一种连续纤维增强Sn-Bi-Zn系无铅焊料。
背景技术：
经过几十年的发展，Sn-Pb焊料无论在工艺理论上还是实践经验上都十分成熟，国内外大多线性设备，都以Sn-Pb焊料作为生产材料来设计基本工艺。因此，新型无铅焊料必须具备绿色环保、价格合理、较为接近Sn-Pb焊料的熔点、良好的润湿性以及良好的力学性能等优点。
对于无铅焊料的研究和开发一直受到人们的重视，电子科学技术的发展非常有利地促进了优良性能无铅焊料的研制。在研制和开发新型的无铅焊料的过程中，始终要把无铅焊料设计是重中之重。(1)熔点需要低于183℃；(2)毒性较小，能尽可能少的对环境和人体产生不利的影响；(3)成本较低，且价格适中，资源供应充足；(4)需要与现有已开发的助焊剂相匹配的；(5)焊料要与基板材料或者是金属材料有比较好的润湿能力；(6)需要具有较好的综合性能等。
Sn-Bi-Zn系合金以其低熔点特性得到广泛应用，但是Sn-Bi-Zn系合金存在的最大问题就是塑性较差，这是因为合金中的组织粗大不规则，如果合金处在高温的工作环境中，就会出现更严重的粗化现象，严重的时候会发生脆性破坏。通常采用添加其他元素来减缓粗化现象，降低脆性，进而改善合金性能。
发明内容：
本发明的目的是提供连续纤维增强Sn-Bi-Zn系无铅焊料，该无铅焊料熔点低，力学性能优异。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
连续纤维增强Sn-Bi-Zn系无铅焊料，以质量百分比计，由以下组分组成：
连续纤维0.1-0.5％；
Sn-Bi-Zn系合金粉80-90％；
助焊剂10-15％。
作为上述技术方案的优选，Sn-Bi-Zn系合金粉以质量百分比计包括以下组分：
Bi 51.2-55.6％，
Zn 0.01-0.03％，
Co 0.01-0.02％，
Ag 0.001-0.003％，
In 0.001-0.005％，
Ga 0.001-0.005％，
Si 0-0.002％，
Cu 0-0.002％，
La 0-0.001％，
Ce 0-0.001％；
余量为Sn以及不可避免的杂质。
作为上述技术方案的优选，所述连续纤维为氧化铝纤维。
作为上述技术方案的优选，所述Sn-Bi-Zn系合金粉的平均粒径大小为15-30μm。
作为上述技术方案的优选，所述助焊剂以重量份计，由以下组分制成：酒石酸10-20份，柠檬酸8-10份，三乙胺0.5-3.5份，表面活性剂0.1-0.4份，去离子水30-50份。
作为上述技术方案的优选，所述表面活性剂为span80、吐温80、脂肪酸甲酯磺酸钠中的一种或多种混合。
连续纤维增强Sn-Bi-Zn系无铅焊料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将连续纤维和Sn-Bi-Zn系合金粉混合均匀，然后加入无水乙醇进行球磨，干燥，制得混合粉；
(2)将混合粉和助焊剂混合搅拌均匀，制得焊料。
作为上述技术方案的优选，步骤(1)中，所述连续纤维、无水乙醇的用量比为1g：(50-80)mL。
作为上述技术方案的优选，步骤(1)中，所述球磨的转速为580rpm，球磨的时间为5-10h。
本发明具有以下有益效果：
本发明在Sn-Bi-Zn系合金粉中加入适量的氧化铝纤维，有效改善了焊料与金属基体的浸润性，提高了焊料的力学性能；
本发明制得通过有效调节合金粉中各金属元素的用量比，制得的焊料成分均匀，合金组织得到有效细化，从而有效改善了焊料的强度；
本发明制得的焊料稳定性好，与基体的润湿性优异，机械性能好，且制备简单。
具体实施方式：
为了更好的理解本发明，下面通过实施例对本发明进一步说明，实施例只用于解释本发明，不会对本发明构成任何的限定。
实施例1
连续纤维增强Sn-Bi-Zn系无铅焊料，以质量百分比计，由以下组分组成：
连续纤维0.1％；
Sn-Bi-Zn系合金粉85％；
助焊剂14.9％；
其中，Sn-Bi-Zn系合金粉以质量百分比计包括以下组分：
Bi 51.2％，
Zn 0.01％，
Co 0.01％，
Ag 0.001％，
In 0.001％，
Ga 0.001％，
Si 0.001％，
Cu 0.001％，
La 0.001％，
Ce 0.001％；
余量为Sn以及不可避免的杂质；
其制备方法为：
(1)将连续纤维和Sn-Bi-Zn系合金粉混合均匀，然后加入无水乙醇，580rpm转速下球磨5h，干燥，制得混合粉；
(2)将混合粉和助焊剂混合搅拌均匀，制得焊料。
实施例2
连续纤维增强Sn-Bi-Zn系无铅焊料，以质量百分比计，由以下组分组成：
连续纤维0.5％；
Sn-Bi-Zn系合金粉89％；
助焊剂10.5％；
其中，Sn-Bi-Zn系合金粉以质量百分比计包括以下组分：
Bi 55.6％，
Zn 0.03％，
Co 0.02％，
Ag 0.003％，
In 0.005％，
Ga 0.005％，
Si 0.002％，
Cu 0.002％，
La 0.001％，
Ce 0.001％；
余量为Sn以及不可避免的杂质；
其制备方法为：
(1)将连续纤维和Sn-Bi-Zn系合金粉混合均匀，然后加入无水乙醇，580rpm转速下球磨10h，干燥，制得混合粉；
(2)将混合粉和助焊剂混合搅拌均匀，制得焊料。
实施例3
连续纤维增强Sn-Bi-Zn系无铅焊料，以质量百分比计，由以下组分组成：
连续纤维0.2％；
Sn-Bi-Zn系合金粉86％；
助焊剂13.8％；
其中，Sn-Bi-Zn系合金粉以质量百分比计包括以下组分：
Bi 52.5％，
Zn 0.015％，
Co 0.013％，
Ag 0.0015％，
In 0.0015％，
Ga 0.0012％，
Si 0.002％，
Cu 0.002％，
La 0.001％，
Ce 0.001％；
余量为Sn以及不可避免的杂质；
其制备方法为：
(1)将连续纤维和Sn-Bi-Zn系合金粉混合均匀，然后加入无水乙醇，580rpm转速下球磨6h，干燥，制得混合粉；
(2)将混合粉和助焊剂混合搅拌均匀，制得焊料。
实施例4
连续纤维增强Sn-Bi-Zn系无铅焊料，以质量百分比计，由以下组分组成：
连续纤维0.3％；
Sn-Bi-Zn系合金粉87％；
助焊剂12.7％；
其中，Sn-Bi-Zn系合金粉以质量百分比计包括以下组分：
Bi 3.0％，
Zn 0.02％，
Co 0.02％，
Ag 0.002％，
In 0.003％，
Ga 0.003％，
Si 0.001％，
Cu 0.002％，
La 0.001％，
Ce 0.001％；
余量为Sn以及不可避免的杂质；
其制备方法为：
(1)将连续纤维和Sn-Bi-Zn系合金粉混合均匀，然后加入无水乙醇，580rpm转速下球磨7h，干燥，制得混合粉；
(2)将混合粉和助焊剂混合搅拌均匀，制得焊料。
实施例5
连续纤维增强Sn-Bi-Zn系无铅焊料，以质量百分比计，由以下组分组成：
连续纤维0.4％；
Sn-Bi-Zn系合金粉86％；
助焊剂13.6％；
其中，Sn-Bi-Zn系合金粉以质量百分比计包括以下组分：
Bi 54.5％，
Zn 0.02％，
Co 0.02％，
Ag 0.003％，
In 0.004％，
Ga 0.003％，
Si 0.002％，
Cu 0.001％，
La 0.0005％，
Ce 0.0005％；
余量为Sn以及不可避免的杂质；
其制备方法为：
(1)将连续纤维和Sn-Bi-Zn系合金粉混合均匀，然后加入无水乙醇，580rpm转速下球磨8h，干燥，制得混合粉；
(2)将混合粉和助焊剂混合搅拌均匀，制得焊料。
本发明制得的焊料的抗拉强度为89.9MPa以上，抗弯强度为179.5MPa以上，未添加连续纤维的焊料的抗弯强度仅为165.3MPa。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.连续纤维增强Sn-Bi-Zn系无铅焊料，其特征在于，以质量百分比计，由以下组分组成：
连续纤维0.1-0.5％；
Sn-Bi-Zn系合金粉80-90％；
助焊剂10-15％。
2.如权利要求1所述的连续纤维增强Sn-Bi-Zn系无铅焊料，其特征在于，Sn-Bi-Zn系合金粉以质量百分比计包括以下组分：
余量为Sn以及不可避免的杂质。
3.如权利要求1所述的连续纤维增强Sn-Bi-Zn系无铅焊料，其特征在于，所述连续纤维为氧化铝纤维。
4.如权利要求1所述的连续纤维增强Sn-Bi-Zn系无铅焊料，其特征在于，所述Sn-Bi-Zn系合金粉的平均粒径大小为15-30μm。
5.如权利要求1所述的连续纤维增强Sn-Bi-Zn系无铅焊料，其特征在于，所述助焊剂以重量份计，由以下组分制成：酒石酸10-20份，柠檬酸8-10份，三乙胺0.5-3.5份，表面活性剂0.1-0.4份，去离子水30-50份。
6.如权利要求4所述的连续纤维增强Sn-Bi-Zn系无铅焊料，其特征在于，所述表面活性剂为span80、吐温80、脂肪酸甲酯磺酸钠中的一种或多种混合。
7.如权利要求1-6任一所述的连续纤维增强Sn-Bi-Zn系无铅焊料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将连续纤维和Sn-Bi-Zn系合金粉混合均匀，然后加入无水乙醇进行球磨，干燥，制得混合粉；
(2)将混合粉和助焊剂混合搅拌均匀，制得焊料。
8.如权利要求7所述的连续纤维增强Sn-Bi-Zn系无铅焊料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述连续纤维、无水乙醇的用量比为1g：(50-80)mL。
9.如权利要求7所述的连续纤维增强Sn-Bi-Zn系无铅焊料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述球磨的转速为580rpm，球磨的时间为5-10h。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112372176A (zh) * 2020-11-03 2021-02-19 哈尔滨理工大学 具有高界面可靠性的多元无铅钎料及其制备方法和应用
CN113725185A (zh) * 2021-08-31 2021-11-30 江苏师范大学 一种可实现芯片垂直堆叠的Sn基钎料及其键合方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1492946A (zh) * 2001-02-22 2004-04-28 �ձ�������ʽ���� 具有优良的焊料浸润性、耐锈性、耐晶须性的环境适应型电子元件用表面处理钢板
CN102233495A (zh) * 2010-05-07 2011-11-09 宁波卓诚焊锡科技有限公司 无铅焊料用水溶性助焊剂
CN102240866A (zh) * 2011-05-19 2011-11-16 哈尔滨工业大学 一种硼酸铝晶须增强低温无铅复合焊膏及其制备方法
CN102615446A (zh) * 2011-01-31 2012-08-01 富士通株式会社 焊料、焊接方法和半导体器件
KR101175062B1 (ko) * 2011-12-26 2012-08-21 주식회사 에이엔씨코리아 무연 솔더 주석-은 도금방법
CN107962317A (zh) * 2017-10-31 2018-04-27 常州菲胜图自动化仪器有限公司 一种水基免清洗型助焊剂

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1492946A (zh) * 2001-02-22 2004-04-28 �ձ�������ʽ���� 具有优良的焊料浸润性、耐锈性、耐晶须性的环境适应型电子元件用表面处理钢板
CN102233495A (zh) * 2010-05-07 2011-11-09 宁波卓诚焊锡科技有限公司 无铅焊料用水溶性助焊剂
CN102615446A (zh) * 2011-01-31 2012-08-01 富士通株式会社 焊料、焊接方法和半导体器件
CN102240866A (zh) * 2011-05-19 2011-11-16 哈尔滨工业大学 一种硼酸铝晶须增强低温无铅复合焊膏及其制备方法
KR101175062B1 (ko) * 2011-12-26 2012-08-21 주식회사 에이엔씨코리아 무연 솔더 주석-은 도금방법
CN107962317A (zh) * 2017-10-31 2018-04-27 常州菲胜图自动化仪器有限公司 一种水基免清洗型助焊剂

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112372176A (zh) * 2020-11-03 2021-02-19 哈尔滨理工大学 具有高界面可靠性的多元无铅钎料及其制备方法和应用
CN113725185A (zh) * 2021-08-31 2021-11-30 江苏师范大学 一种可实现芯片垂直堆叠的Sn基钎料及其键合方法
CN113725185B (zh) * 2021-08-31 2024-03-29 江苏师范大学 一种可实现芯片垂直堆叠的Sn基钎料及其键合方法

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