CN110303270A - 无铅钎料、其制备方法、其应用、钎料型材和电子元器件 - Google Patents
无铅钎料、其制备方法、其应用、钎料型材和电子元器件 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110303270A CN110303270A CN201910694479.6A CN201910694479A CN110303270A CN 110303270 A CN110303270 A CN 110303270A CN 201910694479 A CN201910694479 A CN 201910694479A CN 110303270 A CN110303270 A CN 110303270A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- lead
- solder
- free brazing
- bismuth
- tin
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
- B23K35/26—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 400 degrees C
- B23K35/264—Bi as the principal constituent
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/40—Making wire or rods for soldering or welding
Abstract
本发明涉及钎料领域，具体而言，涉及一种无铅钎料、其制备方法、其应用、钎料型材和电子元器件。所述无铅钎料包括如下质量百分比含量的原料：56.5‑58.5％铋、0.1‑1.0％稀土金属和0.05‑0.5％纳米颗粒，余量为锡及不可避免的杂质。通过采用限定稀土元素、纳米颗粒、锡和铋的用量，能综合提升无铅钎料的性能，同时改善钎料脆性、润湿铺展性以及抗疲劳性，整体上提升钎料的性能，继而提升钎料的使用寿命，并扩大其应用范围。
Description
技术领域
本发明涉及钎料领域，具体而言，涉及一种无铅钎料、其制备方法、其应用、钎料型材和电子元器件。
背景技术
Sn-Pb焊料因其熔点低、焊接性能好、强度高等优点曾广泛应用于电子封装行业。但Pb对人体健康及生态环境有严重的破坏性，因此各国已立法严禁使用Sn-Pb焊料。近年来国内外对无铅焊料进行了广泛研究，目前最具代表性的无铅焊料是以Sn为基体，添加其他元素合金而成。由于Sn-58Bi焊料熔点低(139℃)，焊接时对焊件的损伤较小，不易变形，且其在室温下具有较强的屈服强度和断裂强度，因此，在低温焊接领域得到了广泛应用。但是在元器件的正常工作过程中会出现钎料合金微观组织中晶粒异常长大的问题，继而导致元器件焊接处极容易出现裂纹或者脱落等现象，继而导致元器件不能正常使用。在高温环境下，上述问题表现的格外明显，会大幅度的消减元器件的寿命。
发明内容
本发明提供了一种无铅钎料，旨在同时改善钎料脆性、润湿铺展和抗疲劳的问题。
本发明提供了一种无铅钎料的制备方法，该制备方法，操作简单，操作条件易于实现。
本发明还提供一种钎料型材，该钎料型材各方面性能均较佳，且使用寿命长，应用范围广。
本发明还提供一种电子元器件，该电子元器件使用寿命长，应用范围广。
本发明是这样实现的：
本发明提供一种无铅钎料，包括如下质量百分比含量的原料：56.5-58.5％铋、0.1-1.0％稀土金属和0.05-0.5％纳米颗粒，余量为锡及不可避免的杂质。
本发明提供一种无铅钎料的制备方法，将锡、铋、稀土金属和纳米颗粒混合熔炼后形成所述无铅钎料。
本发明提供一种钎料型材，其通过上述无铅钎料制备得到或上述制备方法制备得到，优选地，所述钎料型材为钎料条、钎料丝、钎料片或钎料球。
本发明提供一种电子元器件，其利用无铅钎料制备得到。
本发明还提供一种上述无铅钎料在电子封装中的应用；
优选地，利用所述无铅钎料进行软钎焊。
本发明的有益效果是：本发明通过采用限定稀土金属、纳米颗粒、锡和铋的用量，能综合提升无铅钎料的性能，同时改善钎料抗氧化、脆性、润湿铺展性以及抗疲劳性，整体上提升钎料的性能，继而提升钎料的使用寿命，并扩大其应用范围。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是本发明实验例1提供的实施例1的电镜扫描图；
图2是本发明实验例1提供的实施例3的电镜扫描图；
图3是本发明实验例1提供的实施例5的电镜扫描图；
图4是本发明实验例1提供的对比例1的电镜扫描图；
图5是本发明实验例1提供的对比例2的电镜扫描图；
图6是本发明实验例1提供的对比例3的电镜扫描图；
图7是本发明实验例1提供的对比例4的电镜扫描图；
图8是本发明实验例1提供的对比例5的电镜扫描图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本发明实施例提供一种无铅钎料、其制备方法、其应用、钎料型材和电子元器件具体说明。
本发明的无铅钎料包括如下质量百分比含量的原料：56.5-58.5％铋、0.1-1.0％稀土金属和0.05-0.5％纳米颗粒，余量为锡及不可避免的杂质；优选地，包括如下质量百分比含量的原料：57-57.9％的铋、0.25-0.5％的铒和0.15-0.25％的TiO2，余量为锡及不可避免的杂质；更优选地，包括如下质量百分比含量的原料：57.9％的铋、0.25％的铒和0.15％的TiO2，余量为锡及不可避免的杂质。
研究发现，含有上述原料配比的无铅钎料具有明显改善的脆性、润湿铺展、抗疲劳等性能，原因可能在于：添加的稀土元素和/或纳米颗粒需要保证在在钎焊温度下不会发生熔化和分解，稀土元素或纳米颗粒本身具有一定的稳定性，只有这样，添加的稀土元素或纳米颗粒才不会团簇在一起。添加增强纳米颗粒的尺寸一定要足够小，正常尺于至少小于50mm，只有颗粒的粒径达到以上要求才能够保证弥散的分布于Sn-Bi共晶相当中，起到细化组织晶粒的作用。钎料自身的熔点，润湿性和导电性能不能因为稀土元素或纳米颗粒的加入而发生大幅度的改变。只有满足了以上条件，添加稀土元素或纳米颗粒后，钎料内部才能维持原先稳定的显微组织，从而为让一步提高钎焊接头可算性提供可能。
优选地，所述无铅钎料为Sn-Bi共晶钎料，铋和锡的纯度均在99.95％以上。进一步地研究发现，本发明通过采用锡和铋作为无铅钎料的基料，保证钎料具有一定良好的性能。
更进一步地，所述稀土金属的熔化温度和分解温度均大于钎焊温度；
优选地，所述稀土金属选自铒、铼、锑中的至少一种，更优选为铒，铒的纯度均在99.95％以上。
铒作为优选的稀土元素，其能够起到变质剂和细化剂的作用，其具有的表面活化作用促进合金凝固过程中的形核，对钎料合金起变质均匀化作用。同时，Er原子尺寸较大，很难溶解到基体材料中，容易在相界面或晶界处处富集，因此在凝固过程中，有利于阻碍金属化合物的长大，有效的细化Sn-Bi合金共晶组织，继而能够提升钎料的塑性、降低脆性、提升润湿铺展性和抗疲劳性。适量的铒也可作为Bi相的异质形核核心，提高Bi相的形核率，减少Bi的元素聚集，减低其成分偏析。
优选地，所述纳米颗粒的粒径小于50nm；
优选地，所述纳米颗粒选自纳米金属、纳米金属间化合物和碳纳米管中的至少一种，进一步优选为TiO2、GNSs、Ag、Cu中的至少一种，更优选为TiO2，TiO2的粒径为10～20nm，TiO2的纯度均在99.95％以上。
而采用纳米TiO2颗粒具有硬度高、热膨胀系数小，同时具有与β-Sn相似的晶格结构，这种结构更加有利于TiO2纳米颗粒为金属间化合物的形核提供质点，提高金属间化合物的形核率，起到细化晶粒的效果，进一步保证对钎料的润湿铺展、抗疲劳性和脆性的改善效果。特别是限定了二氧化钛的颗粒直径，能够有利于细化晶粒，保证其效果。
本发明还提供一种无铅钎料的制备方法，包括以下步骤：
首先，制备混合物料。具体地，根据配比称取对应重量的锡、铋、稀土金属和纳米颗粒，进行机械混合。
优选地，机械混合为球磨；
更优选地，球磨的工艺条件为：球磨介质为Al2O3陶瓷球，球磨速度为300～500r/min，球磨时间为30min～2h。
采用上述机械混合的方式能够保证各个原料混合均匀，保证混合物料中各个部分中各个元素的配比一致，继而保证后续制备得到的无铅钎料各部分性能一致，并保证无铅钎料具有优异的润湿铺展、抗疲劳性和低脆性。同时，可以对稀土金属和纳米进行进一步的研磨，能够更有利于二者细化晶粒，综合提升无铅钎料的性能。
而后，混合熔炼还包括：将所述混合物料在表压为6-12MPa的条件下进行压片，而后在200-300℃的温度下熔炼5-15分钟。本发明通过低温熔炼的方法，能够进一步保证铒和二氧化钛的改性效果。压片的方法为现有已知的压片条件。
熔炼后进行冷却成型；
优选地，冷却介质为液氮。
冷却成型的操作包括：将熔炼后的混合物料浇注至经液氮冷却的模具中采用上述方式进行冷却方式能较快的冷却速率能够有效抑制Bi的偏析，起到一定的细化晶粒作用，同时，操作条件更易于实现，操作更简便。
本发明实施例还提供一种钎料型材，其通过上述无铅钎料制备得到，或通过上述制备方法制备得到，优选地，所述钎料型材为钎料条、钎料丝、钎料片或钎料球。上述型材具有更优异的润湿铺展、抗疲劳和脆性，整体提升型材的性能，继而提升其使用寿命和应用范围。
本发明实施例还提供一种电子元器件，其利用上述无铅钎料制备得到。该电子元器件使用寿命长，应用范围广。
本发明实施例还提供上述无铅钎料电子封装中的应用；
优选地，利用所述无铅钎料进行软钎焊，保证封装后的电子有更长的使用寿命。
以下结合具体实施例对本发明提供的一种无铅钎料、其制备方法、其应用、钎料型材和电子元器件进行具体说明。
实施例1
本实施例提供一种无铅钎料，该无铅钎料中包括如下质量百分比含量的原料40.9％锡、58.5％铋、0.1％铒和0.5％二氧化钛及不可避免的杂质元素。
本实施例提供一种无铅钎料的制备方法，包括以下步骤：
根据上述配比，称取纯度为99.98％的铋、纯度为99.99％的锡、纯度为99.99％的铒稀土和纯度为99.99％的二氧化钛，且二氧化钛的颗粒粒径为20nm。
而后将上述原料放入行星式球磨机中机械混合，球磨的条件为：球磨速度为400r/min，球磨时间为1h。
将混合好的合金粉末进行压片，压片压力为8MPa，将压好的合金片放入熔炼炉中进行低温熔炼，熔炼温度为200℃，保温时间为10min。
将合金溶液体浇注到液氮冷却的模具中，获得具有细小共晶组织的Sn-Bi纳米颗粒增强低熔点无铅铸态合金，也就是本发明的无铅钎料。
本发明实施例还提供一种钎料型材，其通过上述无铅钎料制备得到，该钎料型材为钎料条。
本发明实施例还提供一种电子元器件，其利用上述无铅钎料制备得到。
实施例2
本实施例提供一种无铅钎料，该无铅钎料中包括如下质量百分比含量的原料42.0％锡、57.0％铋、0.5％铒和0.5％二氧化钛及不可避免的杂质元素。
本实施例提供一种无铅钎料的制备方法，包括以下步骤：
根据上述配比，称取纯度为99.98％的铋、纯度为99.99％的锡、纯度为99.99％的铒稀土和纯度为99.99％的二氧化钛，且二氧化钛的颗粒粒径为20nm。
而后将上述原料放入行星式球磨机中机械混合，球磨的条件为：球磨速度为450r/min，球磨时间为1h。
将混合好的合金粉末进行压片，压片压力为10MPa，将压好的合金片放入熔炼炉中进行低温熔炼，熔炼温度为250℃，保温时间为10min。
将合金溶液体浇注到液氮气冷模具中，获得具有细小共晶组织的Sn-Bi纳米颗粒增强低熔点无铅铸态合金，也就是本发明的无铅钎料。
本发明实施例还提供一种钎料型材，其通过上述无铅钎料制备得到，该钎料型材为钎料球。
本发明实施例还提供一种电子元器件，其利用上述无铅钎料制备得到。
实施例3
本实施例提供一种无铅钎料，该无铅钎料中包括如下质量百分比含量的原料42.0％锡、56.5％铋、1.0％铒和0.5％二氧化钛及不可避免的杂质元素。
本实施例提供一种无铅钎料的制备方法，包括以下步骤：
根据上述配比，称取纯度为99.98％的铋、纯度为99.99％的锡、纯度为99.99％的铒稀土和纯度为99.99％的二氧化钛，且二氧化钛的颗粒粒径为20nm。
而后将上述原料放入行星式球磨机中机械混合，球磨的条件为：球磨速度为500r/min，球磨时间为2h。
将混合好的合金粉末进行压片，压片压力为10MPa，将压好的合金片放入熔炼炉中进行低温熔炼，熔炼温度为300℃,保温时间为10min。
将合金溶液体浇注到液氮气冷模具中，获得具有细小共晶组织的Sn-Bi纳米颗粒增强低熔点无铅铸态合金，也就是本发明的无铅钎料。
本发明实施例还提供一种钎料型材，其通过上述无铅钎料制备得到，该钎料型材为钎料丝。
本发明实施例还提供一种电子元器件，其利用上述无铅钎料制备得到。
实施例4
本实施例提供一种无铅钎料，该无铅钎料中包括如下质量百分比含量的原料41.15％锡、57.8％铋、1.0％铒稀土和0.05％二氧化钛及不可避免的杂质元素。
本实施例提供一种无铅钎料的制备方法，包括以下步骤：
根据上述配比，称取纯度为99.98％的铋、纯度为99.99％的锡、纯度为99.99％的铒稀土和纯度为99.99％的二氧化钛，且二氧化钛纳米颗粒的粒径为20nm。
而后将上述原料放入行星式球磨机中机械混合，球磨的条件为：球磨速度为500r/min，球磨时间为2h。
将混合好的合金粉末进行压片，压片压力为12MPa，将压好的合金片放入熔炼炉中进行低温熔炼，熔炼温度为250℃，保温时间为15min。
将合金溶液体浇注到液氮气冷模具中，获得具有细小共晶组织的Sn-Bi纳米颗粒增强低熔点无铅铸态合金，也就是本发明的无铅钎料。
本发明实施例还提供一种钎料型材，其通过上述无铅钎料制备得到，该钎料型材为钎料片。
本发明实施例还提供一种电子元器件，其利用上述无铅钎料制备得到。
实施例5
本实施例提供一种无铅钎料，该无铅钎料中包括如下质量百分比含量的原料41.7％锡、57.9％的铋、0.25％的铒和0.15％的TiO2，及不可避免的杂质元素。
本实施例提供一种无铅钎料的制备方法，包括以下步骤：
根据上述配比，称取纯度为99.98％的铋、纯度为99.99％的锡、纯度为99.99％的铒稀土和纯度为99.99％的二氧化钛，且二氧化钛纳米颗粒的粒径为10nm。
而后将上述原料放入行星式球磨机中机械混合，球磨的条件为：球磨速度为400r/min，球磨时间为1h。
将混合好的合金粉末进行压片，压片压力为10MPa，将压好的合金片放入熔炼炉中进行低温熔炼，熔炼温度为250℃，保温时间为10min。
将合金溶液体浇注到液氮气冷模具中，获得具有细小共晶组织的Sn-Bi纳米颗粒增强低熔点无铅铸态合金，也就是本发明的无铅钎料。
实施例6
本实施例提供一种无铅钎料，该无铅钎料中包括如下质量百分比含量的原料41.7％锡、57.8％铋、0.35％锑稀土和0.15％二氧化钛及不可避免的杂质元素。
本实施例提供一种无铅钎料的制备方法，包括以下步骤：
根据上述配比，称取纯度为99.98％的铋、纯度为99.99％的锡、纯度为99.99％的锑稀土和纯度为99.99％的二氧化钛，且二氧化钛纳米颗粒的粒径为10nm。
而后将上述原料放入行星式球磨机中机械混合，球磨的条件为：球磨速度为300r/min，球磨时间为0.5h。
将混合好的合金粉末进行压片，压片压力为6MPa，将压好的合金片放入熔炼炉中进行低温熔炼，熔炼温度为200℃，保温时间为10min。
将合金溶液体浇注到液氮气冷模具中，获得具有细小共晶组织的Sn-Bi纳米颗粒增强低熔点无铅铸态合金，也就是本发明的无铅钎料。
实施例7
本实施例提供一种无铅钎料，该无铅钎料中包括如下质量百分比含量的原料41.85％锡、57.8％铋、0.1％锑稀土和0.25％银及不可避免的杂质元素。
本实施例提供一种无铅钎料的制备方法，包括以下步骤：
根据上述配比，称取纯度为99.98％的铋、纯度为99.99％的锡、纯度为99.99％的锑稀土和纯度为99.99％的银，且银纳米颗粒的粒径为20nm。
而后将上述原料放入行星式球磨机中机械混合，球磨的条件为：球磨速度为400r/min，球磨时间为1h。
将混合好的合金粉末进行压片，压片压力为10MPa，将压好的合金片放入熔炼炉中进行低温熔炼，熔炼温度为250℃，保温时间为10min。
将合金溶液体浇注到液氮气冷模具中，获得具有细小共晶组织的Sn-Bi纳米颗粒增强低熔点无铅铸态合金，也就是本发明的无铅钎料。
对比例1：按照实施例1提供的制备方法制备无铅钎料，区别在于对比例1中无铅钎料中元素配比为：42.0％锡和58.0％铋，采用的原料与实施例1相同。
对比例2：按照实施例1提供的制备方法制备无铅钎料，区别在于对比例2中无铅钎料中元素配比为：41.8％锡、57.7％铋和0.5％钛，采用的原料与实施例1相同。
对比例3：按照实施例1提供的制备方法制备无铅钎料，区别在于对比例3中无铅钎料中元素配比为：41.8％锡、57.7％铋和0.5％铒，采用的原料与实施例1相同。
对比例4：按照实施例1提供的制备方法制备无铅钎料，区别在于对比例4中无铅钎料中元素配比为：41.9％锡、58.0％铋和0.1％铒，采用的原料与实施例1相同。
对比例5：按照实施例1提供的制备方法制备无铅钎料，区别在于对比例5中无铅钎料中元素配比为：41.95％锡、58.0％铋和0.05％钛，采用的原料与实施例1相同。
对比例6：按照实施例1提供的制备方法制备无铅钎料，区别在于对比例5中无铅钎料中元素配比为：41.9％锡、57.85％铋和0.25％的稀土锑，采用的原料与实施例7相同。
对比例7：按照实施例1提供的制备方法制备无铅钎料，区别在于对比例5中无铅钎料中元素配比为：41.9％锡、57.85％铋和0.25％的纳米银，采用的原料与实施例7相同。
实验例1
对实施例1、3、5和对比例1-5进行扫描电镜表征，检测结果参见图1-图8。其中，图1-图3依次为实施例1、3、5的无铅钎料的电镜扫描图，图4-图8依次为对比例1-5的无铅钎料的电镜扫描图。根据图3可知，其共晶组织为连续的层片状组织，且其显微组织较对比例1细化效果明显，根据图4可知，其Bi相为粗大的片状。添加稀土元素及二氧化钛纳米颗粒对Sn-Bi钎料组织细化明显。
实验例2
对实施例1-7和对比例1-7的无铅钎料进行熔点测定，熔点测定方法如下：在升温速率均为10℃/min条件下利用STA409PC差热扫描量热仪测试，样品质量为15mg,数值处理为软件自动计算得出，并以DSC曲线峰值温度记为焊料合金熔点值，检测结果参见表1。
对实施例1-7和对比例1-7的无铅钎料进行湿润性检测，湿润性检测步骤如下：分别称取0.6g的小块状无铅钎料置于尺寸30×30×0.3m的无氧铜板(铜板表面除氧除污)，然后将铜板放在平板炉上加热至200℃，待焊料熔化铺展后静止冷却到室温形成焊点，采用CAD软件测量焊点的铺展面积，检测结果参见表1。
对实施例1-7和对比例1-7的无铅钎料进行脆性检测，脆性检测参见焊料延伸率，其测试标准参照GB/T 228.1-2010，检测结果参见表1。
对实施例1-7和对比例1-7的无铅钎料进行抗疲劳测试，抗疲劳测试参见焊点剪切强度，其测试标准参照GB/T 11363-2008,检测结果参见表1。
表1检测结果
根据表1可知，对比例1-7的熔点依次为138.1-139.2℃、139.3-140.9℃、139.6-141.2℃、138.5-139.9℃、138.4-139.7℃、138.9-140.5℃、138.8-140.3℃，实施例1-7的熔点依次为140.3-141.8℃、140.8-142.3℃、141.7-143.3℃、141.1-142.6℃、138.8-140.1℃、139.3-141.9℃、139.2-141.6℃，说明本实施例的熔点与对比例相比变化不大；而实施例的铺展面积较实施例有所增加，实施例的强拉强度、延伸率、焊点剪切强度也较实施例有所增加。
综上所述，本发明提供的无铅钎料利用铒和钛可以显著细化Sn-Bi合金中的共晶组织，可有效阻碍晶粒的长大，抑制了服役过程中晶粒的粗化，继而能显著提升无铅钎料的抗疲劳、润湿铺展性能和脆性的性能，整体上提升无铅钎料的性能，延长其使用寿命和应用范围，可用于作为无铅焊料的优质原材料，具有广阔的发展和应用前景。也使得其下游产品，例如但不限于钎料型材和电子元器件时效服役强度，延长接头使用寿命。本发明的制备工艺简单可行，成本较低，细化效果显著，易制得具有细小共晶组织的Sn-Bi铸态合金，适宜工业化批量生产。且在制备方法中，进一步利用液氮气冷进行，使得Sn-Bi合金液的冷却速率明显上升，有效的抑制了Bi相的聚集长大，有效的细化了Sn-Bi合金共晶组织，为连续挤压工艺提供组织结构较好的初始材料。
以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种无铅钎料，其特征在于，包括如下质量百分比含量的原料：56.5-58.5％铋、0.1-1.0％稀土金属和0.05-0.5％纳米颗粒，余量为锡及不可避免的杂质；
优选地，所述稀土金属的熔化温度和分解温度均大于钎焊温度；
优选地，所述稀土金属选自铒、铼、锑中的至少一种，更优选为铒；
优选地，所述纳米颗粒的粒径小于50nm；
优选地，所述纳米颗粒选自纳米金属、纳米金属间化合物和碳纳米管中的至少一种，进一步优选为TiO2、GNSs、Cu、Ag中的至少一种，更优选为TiO2；
优选地，所述无铅钎料为Sn-Bi共晶钎料。
2.根据权利要求1所述的无铅钎料，其特征在于，所述无铅钎料中包括如下质量百分比含量的原料：57-57.9％的铋、0.25-0.5％的铒和0.15-0.25％的TiO2，余量为锡及不可避免的杂质；
优选地，所述无铅钎料包括如下质量百分比含量的原料：57.9％的铋、0.25％的铒和0.15％的TiO2，余量为锡及不可避免的杂质。
3.根据权利要求1所述的无铅钎料，其特征在于，铋、锡、铒和TiO2的纯度均在99.95％以上；
TiO2的粒径为10～20nm。
4.如权利要求1-3任一所述的无铅钎料的制备方法，其特征在于，将锡、铋、稀土金属和纳米颗粒混合熔炼后形成所述无铅钎料。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，混合熔炼包括：将锡、铋、稀土金属和纳米颗粒进行机械混合形成混合物料，优选地，机械混合为球磨；
更优选地，球磨的工艺条件为：球磨介质为Al2O3陶瓷球，球磨速度为300～500r/min，球磨时间为30min～2h。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，混合熔炼还包括：将所述混合物料在表压为6-12MPa的条件下进行压片，而后在200-300℃的温度下熔炼5-15分钟。
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，熔炼后进行冷却成型；
优选地，冷却介质为液氮；
冷却成型的操作包括：将熔炼后的混合物料浇注至经液氮冷却的模具中。
8.一种钎料型材，其特征在于，其通过权利要求1-3任一项所述的无铅钎料制备得到，或通过权利要求4-7任一项所述的制备方法制备得到，优选地，所述钎料型材为钎料条、钎料丝、钎料片或钎料球。
9.权利要求1-3任一项所述的无铅钎料在电子封装中的应用；
优选地，利用所述无铅钎料进行软钎焊。
10.一种电子元器件，其特征在于，其利用权利要求1-3任一项所述的无铅钎料制备得到。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910694479.6A CN110303270A (zh) | 2019-07-30 | 2019-07-30 | 无铅钎料、其制备方法、其应用、钎料型材和电子元器件 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910694479.6A CN110303270A (zh) | 2019-07-30 | 2019-07-30 | 无铅钎料、其制备方法、其应用、钎料型材和电子元器件 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110303270A true CN110303270A (zh) | 2019-10-08 |
Family
ID=68082547
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910694479.6A Pending CN110303270A (zh) | 2019-07-30 | 2019-07-30 | 无铅钎料、其制备方法、其应用、钎料型材和电子元器件 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110303270A (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110666267A (zh) * | 2019-10-11 | 2020-01-10 | 江苏科技大学 | 一种锡焊点合金化形成方法 |
| CN111015011A (zh) * | 2019-12-30 | 2020-04-17 | 苏州优诺电子材料科技有限公司 | 一种高稳定焊锡膏及制备方法 |
| CN112756843A (zh) * | 2021-01-11 | 2021-05-07 | 杭州华光焊接新材料股份有限公司 | 一种锡铋钎料及其制备方法 |
| CN113528884A (zh) * | 2021-07-21 | 2021-10-22 | 广东省科学院中乌焊接研究所 | 铜基中间层合金及其制备方法、陶瓷和无氧铜的复合连接件及其焊接方法 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20070071634A1 (en) * | 2005-09-26 | 2007-03-29 | Indium Corporation Of America | Low melting temperature compliant solders |
| CN101081464A (zh) * | 2007-07-13 | 2007-12-05 | 北京工业大学 | 含微量稀土的SnBi和SnBiAg系低温无铅钎料 |
| CN102513720A (zh) * | 2011-12-23 | 2012-06-27 | 哈尔滨工业大学深圳研究生院 | 一种高性能锡基钎料合金及其制备方法 |
| CN103203563A (zh) * | 2013-04-08 | 2013-07-17 | 上海大学 | 纳米TiO2颗粒强化复合无铅焊料 |
| CN104722951A (zh) * | 2015-03-20 | 2015-06-24 | 郑州机械研究所 | 一种锰镍钴钯金钎料及其制备方法 |
| CN105945447A (zh) * | 2016-06-28 | 2016-09-21 | 江苏阳明船舶装备制造技术有限公司 | 一种SnAgCu系无铅钎料及制备方法 |
| CN106624432A (zh) * | 2016-11-30 | 2017-05-10 | 安徽华众焊业有限公司 | 低熔点锡铋焊料合金 |
-
2019
- 2019-07-30 CN CN201910694479.6A patent/CN110303270A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20070071634A1 (en) * | 2005-09-26 | 2007-03-29 | Indium Corporation Of America | Low melting temperature compliant solders |
| CN101081464A (zh) * | 2007-07-13 | 2007-12-05 | 北京工业大学 | 含微量稀土的SnBi和SnBiAg系低温无铅钎料 |
| CN102513720A (zh) * | 2011-12-23 | 2012-06-27 | 哈尔滨工业大学深圳研究生院 | 一种高性能锡基钎料合金及其制备方法 |
| CN103203563A (zh) * | 2013-04-08 | 2013-07-17 | 上海大学 | 纳米TiO2颗粒强化复合无铅焊料 |
| CN104722951A (zh) * | 2015-03-20 | 2015-06-24 | 郑州机械研究所 | 一种锰镍钴钯金钎料及其制备方法 |
| CN105945447A (zh) * | 2016-06-28 | 2016-09-21 | 江苏阳明船舶装备制造技术有限公司 | 一种SnAgCu系无铅钎料及制备方法 |
| CN106624432A (zh) * | 2016-11-30 | 2017-05-10 | 安徽华众焊业有限公司 | 低熔点锡铋焊料合金 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 刘致远: "《中国优秀硕士学位论文全文数据库》", 15 February 2019 * |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110666267A (zh) * | 2019-10-11 | 2020-01-10 | 江苏科技大学 | 一种锡焊点合金化形成方法 |
| CN110666267B (zh) * | 2019-10-11 | 2021-09-24 | 江苏科技大学 | 一种锡焊点合金化形成方法 |
| CN111015011A (zh) * | 2019-12-30 | 2020-04-17 | 苏州优诺电子材料科技有限公司 | 一种高稳定焊锡膏及制备方法 |
| CN112756843A (zh) * | 2021-01-11 | 2021-05-07 | 杭州华光焊接新材料股份有限公司 | 一种锡铋钎料及其制备方法 |
| CN113528884A (zh) * | 2021-07-21 | 2021-10-22 | 广东省科学院中乌焊接研究所 | 铜基中间层合金及其制备方法、陶瓷和无氧铜的复合连接件及其焊接方法 |
| CN113528884B (zh) * | 2021-07-21 | 2021-12-28 | 广东省科学院中乌焊接研究所 | 铜基中间层合金及其制备方法、陶瓷和无氧铜的复合连接件及其焊接方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110303270A (zh) | 无铅钎料、其制备方法、其应用、钎料型材和电子元器件 | |
| CN107363262B (zh) | 一种高纯致密球形钛锆合金粉末的制备方法及应用 | |
| CN103906850A (zh) | 形成烧结的镍-钛-稀土（Ni-Ti-RE）合金的方法 | |
| CN103228804A (zh) | 电子设备用铜合金、电子设备用铜合金的制造方法及电子设备用铜合金轧材 | |
| US9114485B2 (en) | Ti-based brazing filler metal and method for producing the same | |
| CN102773632A (zh) | 一种耐高温洁净钢用低温铜基钎料及其制备方法 | |
| US9969004B2 (en) | α+β or β titanium alloy and method for producing same | |
| CN107858558B (zh) | 一种超塑性钛合金板材及其制备方法 | |
| Hammad et al. | Enhancing the microstructure and tensile creep resistance of Sn-3.0 Ag-0.5 Cu solder alloy by reinforcing nano-sized ZnO particles | |
| CN101745753B (zh) | 一种无银铜基钎焊料及其生产工艺 | |
| CN102581516A (zh) | 一种超塑性铜磷焊条及其制备方法 | |
| CN109207766A (zh) | 一种组织可控高铝含量Cu-Al2O3纳米弥散铜合金制备工艺 | |
| CN109352208A (zh) | 一种Sn-Bi系低银无铅钎料合金及其制备方法 | |
| CN101130220A (zh) | 一种无镉银钎料 | |
| CN109590635A (zh) | 一种钛基钎料粉末及其制备方法 | |
| CN101716703A (zh) | 低银SnAgCuBi系无铅焊锡合金及其制备方法 | |
| CN112195317A (zh) | 一种异构结构高熵合金的冷轧复合激光表面退火工艺方法 | |
| CN109465569A (zh) | 一种高温钎焊用钛基钎料及制备方法 | |
| WO2017080212A1 (zh) | 一种高韧性的非晶复合材料及其制备方法和应用 | |
| CN101633990A (zh) | 一种Al-Mo-W-Ti四元合金 | |
| JP3910263B2 (ja) | アルミナ分散強化銅合金およびその製造方法 | |
| CN106695173B (zh) | 一种焊接钛-钢复合板近钛层的焊接材料及其制备方法 | |
| CN1325679C (zh) | Sn－Zn－Bi－Cr合金无铅焊料的制备方法 | |
| JPS5935642A (ja) | Ｍｏ合金インゴツトの製造方法 | |
| CN109773370A (zh) | 纳米颗粒掺杂钛基钎料及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 510000, compound 363, Changxin Road, Guangzhou, Guangdong, Tianhe District Applicant after: China Uzbekistan Welding Research Institute, Guangdong Academy of Sciences Address before: 510000, compound 363, Changxin Road, Guangzhou, Guangdong, Tianhe District Applicant before: Guangdong Welding Institute (China-Ukraine E.O. Paton Institute of Welding) |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20191008 |