CN112912204A - 用于聚合物基板、印刷电路板及其他接合应用的低温焊接溶液 - Google Patents

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Abstract

一种焊料合金，该焊料合金包含：40重量％至65重量％的铋；1重量％至10重量％的铟；以下中的至少一种：0.1重量％至5重量％的镓、0.1重量％至5重量％的锌、0.1重量％至2重量％的铜、0.01重量％至0.1重量％的钴、0.1重量％至2重量％的银、0.005重量％至0.05重量％的钛和0.01重量％至1重量％的镍；任选地以下中的一种或多种：多至1重量％的钒、多至1重量％的稀土金属、多至1重量％的钕、多至1重量％的铬、多至1重量％的铁、多至1重量％的铝、多至1重量％的磷、多至1重量％的金、多至1重量％的碲、多至1重量％的硒、多至1重量％的钙、多至1重量％的钒、多至1重量％的钼、多至1重量％的铂、多至1重量％的镁、多至1重量％的硅和多至1重量％的锰；和余量锡以及任何不可避免的杂质。

Description

用于聚合物基板、印刷电路板及其他接合应用的低温焊接 溶液
本发明整体涉及冶金领域，并且更具体地涉及焊料合金和焊膏。焊料合金特别地但非排他性地适用于电子焊接应用，诸如波峰焊接、表面贴装技术、热风整平和球栅阵列、矩栅阵列、底部封端的封装、LED和芯片级封装。
波峰焊接(或流动焊接)是一种广泛使用的成批焊接电子组件的方法。其可用于例如通孔电路板，其中板在熔融焊料波上通过，该熔融焊料波轻拍板底部以润湿待接合的金属表面。另一种焊接技术涉及将焊膏印刷在印刷电路板上的焊盘上，随后将整个组件安置并传送通过回焊炉。在回流工艺期间，焊料熔融并润湿板上的焊接表面以及部件。另一种焊接工艺涉及将印刷线路板浸入熔融焊料中，以便用可焊接保护层涂覆铜端头。该工艺称为热风整平。球栅阵列接头或芯片级封装典型地利用焊料球在两个基板之间组装。这些接头的阵列用于将芯片安装在电路板上。
典型地，聚酰亚胺(PI)由于其在300℃以上的高温稳定性而成为印刷电路板(PCB)的基板选择。这使得能够使用在218℃下熔融的锡-银-铜(SAC)焊膏。这些基于PI的电路板典型地在240℃-260℃的峰值温度下焊接。与PI相比，聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜的成本显著较低。然而，由于热变形和热击穿，PET膜不能在这些高温下使用和焊接。因此，如果需要使用PET基膜作为基板，则需要较低温度的焊接温度。
为了便于处理和放置，在焊膏中典型地采用焊料合金。焊膏典型地包含有机膏载剂(助焊膏)和焊粉(合金)。助焊膏的作用是在给定的回流条件下提供膏剂的印刷性能和稳定性以及焊料颗粒的聚结。典型地，锡膏助焊剂包含以下组成部分：松香/树脂、溶剂包、活化剂包、添加剂、流变改性剂和缓蚀剂。常规的焊剂将不适用于低温焊料合金。这是因为通常用于焊膏中的大部分活化剂倾向于在较高温度下活化(即在焊料熔融之前)。在较低温度下实现所需活性的一种途径是选择极具侵蚀性的活化剂。然而，此类解决方案是不利的，因为高度侵蚀性活化剂通过与储存中的焊料合金反应而干扰膏剂的均质性。此外，任何保留在回流后残余物中的未反应活化剂可能不利地影响电性可靠性。
需要一种具有比常规焊料合金更低的熔点，但具有类似或更有利的机械和热特性的焊料合金。此外，需要一种能够在PET基板上焊接的焊料合金。此外，需要一种适合与此类焊料合金一起使用以形成焊膏的焊剂。
本发明旨在解决与现有技术相关联的至少一些问题或提供商业上可接受的替代方案。
因此，在第一方面，本发明提供了一种焊料合金，该焊料合金包含：
40重量％至65重量％的铋；
1重量％至10重量％的铟；
以下中的至少一种：
0.1重量％至5重量％的镓，
0.1重量％至5重量％的锌，
0.1重量％至2重量％的铜，
0.01重量％至0.1重量％的钴，
0.1重量％至2重量％的银，
0.005重量％至0.05重量％的钛，和
0.01重量％至1重量％的镍；
任选地以下中的一种或多种：
多至1重量％的锗，
多至1重量％的稀土金属，
多至1重量％的钕，
多至1重量％的铬，
多至1重量％的铁，
多至1重量％的铝，
多至1重量％的磷，
多至1重量％的金，
多至1重量％的碲，
多至1重量％的硒，
多至1重量％的钙，
多至1重量％的钒，
多至1重量％的钼，
多至1重量％的铂，
多至1重量％的镁，
多至1重量％的硅，和
多至1重量％的锰；和
余量锡，以及任何不可避免的杂质。
现在将进一步描述本发明。在下面的段落中更详细地定义了本发明的不同方面。如此定义的每个方面可以与任何其他一个或多个方面组合，除非有明确的相反指示。具体地，被指示为优选或有利的任何特征可以与被指示为优选或有利的任何其他一个或多个特征组合。
本文所用的术语“焊料合金”涵盖熔点在90℃至400℃范围内的易熔金属合金。合金优选地为无铅和/或无锑的，这意味着并不有意地添加铅和/或锑。因此，铅和锑的含量为零，或不超过意外的杂质水平。
焊料合金可表现出低回流温度和有利的机械特性的组合。例如，典型地，焊料合金可在小于170℃，更典型地小于150℃，甚至更典型地低于140℃的温度下焊接。因此，焊料合金可以能够在低温基板上进行焊料回流，并且可以减少常规基板和部件的回流引起的翘曲。此类低温基板可包括例如PET或热稳定的PET。PET基板的成本低于常规PI基板(典型地$9/sqm相对于$90/sqm)，并且还可表现出增加的柔性。此外，PET电路板可为无色透明的(即透明的)，而PI膜典型地为黄橙色，这意味着焊料合金和PET基板特别适用于例如显示器、照明、智能包装和智能标签。此外，焊料合金和PET基板可特别适用于期望PET的“耐电弧性”特性的应用。
焊料合金可用作常规导电粘合剂(ECA)的替代物。
焊料合金可表现出有利的润湿特征，例如基本上类似于或优于例如常规焊料合金(诸如SAC焊料合金)的润湿特征。
对于附着在印刷电路板(特别是柔性聚合物基板)上的电子部件，焊料合金可表现出合适的机械和物理稳定性。此外，焊料合金可表现出适用于柔性电路应用的可接受的热机械可靠性水平。
铟可用于降低焊料合金的回流温度。令人惊奇地，已经发现以所述量添加镓、锌、铜、钴、银、钛和镍中的至少一种基本上不改变焊料的熔融行为，但是可以通过改变固化动力学来改变本体合金的特性。有利的是，已经发现当铟以所述量与镓、锌、铜、钴、银、钛和镍中的至少一种组合添加到基础合金中时，表现出了降低的回流温度，其中基础合金的有利焊接特性和机械特性仅有略微降低，典型地基本上不降低。这是令人惊奇的，因为已知铟降低焊料合金的有利特性，例如其机械特性、可焊性和氧化倾向。
焊料合金包含40重量％至65重量％的铋。优选地，焊料合金包含42重量％至60重量％的铋，更优选地45重量％至59重量％的铋，甚至更优选地47重量％至58.5重量％的铋，还甚至更优选地50重量％至58重量％的铋，还甚至更优选地55重量％至57.5重量％的铋。在一个优选的实施方案中，焊料合金包含50重量％至55重量％的铋。在另一个优选的实施方案中，焊料合金包含56重量％至59重量％的铋。在另一个优选的实施方案中，焊料合金包含43重量％至47重量％的铋。指定量的铋的存在可用于通过固溶强化来改善机械特性。铋还可用于改善抗蠕变性。铋还可改善润湿和铺展。
焊料合金包含1重量％至10重量％的铟。优选地，焊料合金包含1.5重量％至9重量％的铟，更优选地2重量％至8重量％的铟，甚至更优选地3重量％至7重量％的铟。在一个优选的实施方案中，焊料合金包含2.5重量％至3.5重量％的铟，优选地约3重量％的铟。在另一个优选的实施方案中，焊料合金包含3.5重量％至4.5重量％的铟，优选地约4重量％的铟。在另一个优选的实施方案中，焊料合金包含4.5重量％至5.5重量％的铟，优选地约5重量％的铟。在另一个优选的实施方案中，焊料合金包含5.5重量％至6.5重量％的铟，优选地约6重量％的铟。在另一个优选的实施方案中，焊料合金包含6.5重量％至7.5重量％的铟，优选地约7重量％的铟。所述量的铟与其他合金元素的存在可用于降低焊料合金的液相线温度，从而使合金合金化以在比基础合金更低的温度下回流。然而，较大量的铟可降低焊料合金的有利特性，诸如其机械强度、可焊性和长期热机械稳定性。此外，较大量的铟可使得焊料合金不利地易受氧化影响。
焊料合金任选地包含0.1重量％至5重量％的镓。优选的是合金包含镓。在至少一种或多种元素镓、锌、铜、钴、银、钛和镍中，优选的是焊料合金至少包含镓。焊料合金优选地包含0.5重量％至4重量％的镓，更优选地0.75重量％至3.5重量％的镓，甚至更优选地1重量％至3重量％的镓。在一个优选的实施方案中，焊料合金包含0.5重量％至1.5重量％的镓，优选地约1重量％的镓。在另一个优选的实施方案中，焊料合金包含1.5重量％至2.5重量％的镓，优选地约2重量％的镓。镓可用于降低焊料合金的液相线温度。此外，镓可提供固溶强化。虽然镓在降低回流温度方面不如铟有效，但镓可在基本上不降低有利机械特性的情况下降低回流温度。因此，所述量的铟和镓的组合在为焊料合金提供低液相线温度和有利机械特性的组合方面是特别有效的。镓的存在还可增加包含焊料合金的焊膏的稳定性。然而，较高水平的镓可降低焊料合金的可焊性。
焊料合金任选地包含0.1重量％至5重量％的锌。优选的是合金包含锌。焊料合金优选地包含0.5重量％至4重量％的锌，更优选地1重量％至3重量％的锌。在一个优选的实施方案中，焊料合金包含0.5重量％至1.5重量％的锌，优选地约1重量％的锌。在另一个优选的实施方案中，焊料合金包含1.5重量％至2.5重量％的锌，优选地约2重量％的锌。锌可提供固溶强化。因此，所述量的铟和锌的组合在为焊料合金提供低液相线温度和有利机械特性的组合方面是特别有效的。然而，较高水平的锌可降低焊料合金的可焊性。
焊料合金任选地包含0.1重量％至2重量％的铜。优选的是合金包含铜。焊料合金优选地包含0.15重量％至1.5重量％的铜，更优选地0.18重量％至0.32重量％的铜。在一个优选的实施方案中，焊料合金包含0.18重量％至0.32重量％的铜，优选地0.2重量％至0.3重量％的铜。在另一个优选的实施方案中，焊料合金包含0.7重量％至1.1重量％的铜，优选地0.8重量％至1重量％的铜。指定量的铜的存在可用于通过形成金属间化合物来改善机械特性，例如强度。此外，铜的存在减少了铜溶出并且还可改善抗蠕变性。因此，所述量的铟和铜的组合在为焊料合金提供低液相线温度和有利机械特性的组合方面是特别有效的。
焊料合金任选地包含0.01重量％至0.1重量％的钴。优选的是焊料合金包含钴。焊料合金优选地包含0.02重量％至0.09重量％的钴，更优选地0.03重量％至0.08重量％的钴。钴还可减缓在基板/焊料界面处IMC形成的速率，并且增加耐跌落冲击性。钴也可减少铜溶出。因此，所述量的铟和钴的组合在为焊料合金提供低液相线温度和有利机械特性的组合方面是特别有效的。
焊料合金任选地包含0.1重量％至2重量％的银。优选的是焊料合金包含银。焊料合金优选地包含0.2重量％至1.5重量％的银，更优选地0.3重量％至1.2重量％的银。在一个优选的实施方案中，焊料合金包含0.1重量％至0.4重量％的银，优选地0.2重量％至0.3重量％的银。在另一个优选的实施方案中，焊料合金包含0.7重量％至1.1重量％的银，优选地0.8重量％至1重量％的银。指定量的银的存在可用于通过形成金属间化合物来改善机械特性，例如强度。此外，银的存在可用于改善润湿和铺展。因此，所述量的铟和银的组合在为焊料合金提供低液相线温度和有利机械特性的组合方面是特别有效的。
焊料合金任选地包含0.005重量％至0.05重量％的钛。优选的是焊料合金包含钛。焊料合金优选地包含0.055重量％至0.045重量％的钛，更优选地0.01重量％至0.04重量％的钛。指定量的钛的存在可用于改善强度和界面反应。钛还可通过控制基板/焊料界面处的铜扩散来改善跌落冲击性能。因此，所述量的铟和钛的组合在为焊料合金提供低液相线温度和有利机械特性的组合方面是特别有效的。
焊料合金任选地包含0.01重量％至1重量％的镍。优选的是焊料合金包含镍。焊料合金优选地包含0.02重量％至0.9重量％的镍，更优选地0.025重量％至0.8重量％的镍，甚至更优选地0.03重量％至0.5重量％的镍。指定量的镍的存在可用于通过与锡形成金属间化合物来改善机械特性，这可导致沉淀强化。镍还可通过减少基板/焊料界面处的IMC生长来增加耐跌落冲击性。镍也可减少铜溶出。因此，所述量的铟和镍的组合在为焊料合金提供低液相线温度和有利机械特性的组合方面是特别有效的。
焊料合金任选地包含多至1重量％的锗。如果存在锗，则焊料合金优选地包含0.001重量％至1重量％的锗，更优选地0.01重量％至0.5重量％的锗，甚至更优选地0.1重量％至0.3重量％的锗。焊料合金任选地包含多至1重量％的稀土金属。如果存在稀土金属，则焊料合金优选地包含0.001重量％至1重量％的稀土金属，更优选地0.01重量％至0.5重量％的稀土金属，甚至更优选地0.1重量％至0.3重量％的稀土金属。焊料合金任选地包含多至1重量％的钕。如果存在钕，则焊料合金优选地包含0.001重量％至1重量％的钕，更优选地0.01重量％至0.5重量％的钕，甚至更优选地0.1重量％至0.3重量％的钕。焊料合金任选地包含多至1重量％的铬。如果存在铬，则焊料合金优选地包含0.001重量％至1重量％的铬，更优选地0.01重量％至0.5重量％的铬，甚至更优选地0.1重量％至0.3重量％的铬。焊料合金任选地包含多至1重量％的铁。如果存在铁，则焊料合金优选地包含0.001重量％至1重量％的铁，更优选地0.01重量％至0.5重量％的铁，甚至更优选地0.1重量％至0.3重量％的铁。焊料合金任选地包含多至1重量％的铝。如果存在铝，则焊料合金优选地包含0.001重量％至1重量％的铝，更优选地0.01重量％至0.5重量％的铝，甚至更优选地0.1重量％至0.3重量％的铝。焊料合金任选地包含多至1重量％的磷。如果存在磷，则焊料合金优选地包含0.001重量％至1重量％的磷，更优选地0.01重量％至0.5重量％的磷，甚至更优选地0.1重量％至0.3重量％的磷。焊料合金任选地包含多至1重量％的金。如果存在金，则焊料合金优选地包含0.001重量％至1重量％的金，更优选地0.01重量％至0.5重量％的金，甚至更优选地0.1重量％至0.3重量％的金。焊料合金任选地包含多至1重量％的碲。如果存在碲，则焊料合金优选地包含0.001重量％至1重量％的碲，更优选地0.01重量％至0.5重量％的碲，甚至更优选地0.1重量％至0.3重量％的碲。焊料合金任选地包含多至1重量％的硒。如果存在硒，则焊料合金优选地包含0.001重量％至1重量％的硒，更优选地0.01重量％至0.5重量％的硒，甚至更优选地0.1重量％至0.3重量％的硒。焊料合金任选地包含多至1重量％的钙。如果存在钙，则焊料合金优选地包含0.001重量％至1重量％的钙，更优选地0.01重量％至0.5重量％的钙，甚至更优选地0.1重量％至0.3重量％的钙。焊料合金任选地包含多至1重量％的钒。如果存在钒，则焊料合金优选地包含0.001重量％至1重量％的钒，更优选地0.01重量％至0.5重量％的钒，甚至更优选地0.1重量％至0.3重量％的钒。焊料合金任选地包含多至1重量％的钼。如果存在钼，则焊料合金优选地包含0.001重量％至1重量％的钼，更优选地0.01重量％至0.5重量％的钼，甚至更优选地0.1重量％至0.3重量％的钼。焊料合金任选地包含多至1重量％的铂。如果存在铂，则焊料合金优选地包含0.001重量％至1重量％的铂，更优选地0.01重量％至0.5重量％的铂，甚至更优选地0.1重量％至0.3重量％的铂。焊料合金任选地包含多至1重量％的镁。如果存在镁，则焊料合金优选地包含0.001重量％至1重量％的镁，更优选地0.01重量％至0.5重量％的镁，甚至更优选地0.1重量％至0.3重量％的镁。焊料合金任选地包含多至1重量％的硅。如果存在硅，则焊料合金优选地包含0.001重量％至1重量％的硅，更优选地0.01重量％至0.5重量％的硅，甚至更优选地0.1重量％至0.3重量％的硅。焊料合金任选地包含多至1重量％的锰。如果存在锰，则焊料合金优选地包含0.001重量％至1重量％的锰，更优选地0.01重量％至0.5重量％的锰，甚至更优选地0.1重量％至0.3重量％的锰。
指定量的锰的存在可用于改善强度和界面反应。锰还可改善跌落冲击性能。铝、钙、钒、镁、磷、钕、硅和钒可用作脱氧剂，并且可改善焊料合金的可润湿性。金、铬、铁、钼、铂、碲和硒可用作脱氧剂，并且可用于改善强度和界面反应。如本文所用，术语“稀土元素”是指选自Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和Lu的一种或多种元素。稀土族可用于改善铺展和可润湿性。已经发现铈在这方面特别有效。
合金将典型地包含至少25重量％的锡，更典型地至少30重量％的锡，还更典型地至少32重量％的锡。合金将典型地包含多至50重量％的锡，更典型地多至45重量％的锡，还更典型地多至43重量％的锡。
应当理解，本文所述的合金可包含不可避免的杂质，但总体而言这些杂质不太可能超过组合物的1重量％。优选地，焊料合金包含不超过组合物的0.5重量％，更优选地不超过组合物的0.3重量％，还更优选地不超过组合物的0.1重量％，还更优选地不超过组合物的0.05重量％，并且最优选地不超过组合物的0.02重量％的量的不可避免的杂质。
本文所述的焊料合金可由所列举的元素组成。另选地，本文所述的焊料合金可基本上由所列举的元素组成。因此，应当理解，除了强制性的那些元素(即锡、铋、铟以及镓、锌、铜、钴、银、钛和镍中的至少一种)之外，组合物中还可存在其他未指定的元素，前提条件是组合物的基本特征不受它们存在的实质性影响。
在一个优选的实施方案中，焊料合金由50重量％至54重量％的铋、4重量％至6重量％的铟、0.5重量％至1.5重量％的镓和余量锡以及任何不可避免的杂质组成。
在一个优选的实施方案中，焊料合金由49重量％至53重量％的铋、5重量％至7重量％的铟、0.5重量％至1.5重量％的镓和余量锡以及任何不可避免的杂质组成。
在一个优选的实施方案中，焊料合金由49重量％至53重量％的铋、4重量％至6重量％的铟、1.5重量％至2.5重量％的镓和余量锡以及任何不可避免的杂质组成。
在一个优选的实施方案中，焊料合金由56重量％至59重量％的铋、0.1重量％至0.3重量％的铜、0.02重量％至0.04重量％的钴、2重量％至4重量％的铟和余量锡以及任何不可避免的杂质组成。
在一个优选的实施方案中，焊料合金由56重量％至59重量％的铋、0.1重量％至0.3重量％的铜、0.02重量％至0.04重量％的钴、4重量％至6重量％的铟、1重量％至3重量％的镓和余量锡以及任何不可避免的杂质组成。
在一个优选的实施方案中，焊料合金由56重量％至59重量％的铋、0.2重量％至0.6重量％的银、2重量％至4重量％的铟和余量锡以及任何不可避免的杂质组成。
在一个优选的实施方案中，焊料合金由56重量％至59重量％的铋、0.2重量％至0.6重量％的银、4重量％至6重量％的铟、1重量％至3重量％的镓和余量锡以及任何不可避免的杂质组成。
在另一个方面，本发明提供了一种焊料合金，该焊料合金包含：
1重量％至10重量％的铋；
1重量％至10重量％的铟；
以下中的至少一种：
0.1重量％至5重量％的镓，
0.1重量％至5重量％的锌，
0.1重量％至2重量％的铜，
0.01重量％至0.1重量％的钴，
0.1重量％至2重量％的银，
0.005重量％至0.05重量％的钛，和
0.01重量％至1重量％的镍；
任选地以下中的一种或多种：
多至1重量％的钒，
多至1重量％的稀土金属，
多至1重量％的钕，
多至1重量％的铬，
多至1重量％的铁，
多至1重量％的铝，
多至1重量％的磷，
多至1重量％的金，
多至1重量％的碲，
多至1重量％的硒，
多至1重量％的钙，
多至1重量％的钒，
多至1重量％的钼，
多至1重量％的铂，
多至1重量％的镁，
多至1重量％的硅，和
多至1重量％的锰；和
余量锡，以及任何不可避免的杂质。
为了避免疑问，第一方面的优点和优选特征(例如元素和元素含量)也适用于该方面。
焊料合金优选地包含5重量％至9重量％的铋，更优选地6重量％至8重量％的铋，甚至更优选地6.5重量％至7.5重量％的铋。指定量的铋的存在可用于通过固溶强化来改善机械特性。铋还可用于改善抗蠕变性。铋还可改善润湿和铺展。
在一个优选的实施方案中，焊料合金由6重量％至8重量％的铋、4重量％至6重量％的铟、1重量％至3重量％的镓和余量锡以及任何不可避免的杂质组成。
在一个优选的实施方案中，焊料合金由6重量％至8重量％的铋、5重量％至7重量％的铟、1重量％至3重量％的镓和余量锡以及任何不可避免的杂质组成。
任一方面的焊料合金优选地能够在比锡-铋合金或锡-铋-银共晶合金低至少10℃的温度下回流。
任一方面的焊料合金的形式优选地为棒、棍、实芯焊丝或焊剂芯焊丝、箔或条、膜、预成型件、粉末或膏剂(粉末加焊剂共混物)、或用于球栅阵列接头或芯片级封装的焊料球、或具有或不具有焊剂芯或焊剂涂层的其他预成形焊片。
在另一个方面，本发明提供了一种焊料合金，该焊料合金包含：
1重量％至10重量％的铟；
以下中的至少一种：
0.1重量％至5重量％的镓，
0.1重量％至5重量％的锌，
0.1重量％至2重量％的铜，
0.01重量％至0.1重量％的钴，
0.1重量％至2重量％的银，
0.005重量％至0.05重量％的钛，和
0.01重量％至1重量％的镍；
任选地以下中的一种或多种：
多至1重量％的钒，
多至1重量％的稀土金属，
多至1重量％的钕，
多至1重量％的铬，
多至1重量％的铁，
多至1重量％的铝，
多至1重量％的磷，
多至1重量％的金，
多至1重量％的碲，
多至1重量％的硒，
多至1重量％的钙，
多至1重量％的钒，
多至1重量％的钼，
多至1重量％的铂，
多至1重量％的镁，
多至1重量％的硅，和
多至1重量％的锰；和
余量锡，以及任何不可避免的杂质。
为了避免疑问，第一方面的优点和优选特征(例如元素和元素含量)也适用于该方面。
在另一个方面，本发明提供了以下合金组成：
(a)48重量％至57重量％的Bi
(b)1重量％至10重量％的In
(c)以下中的一种或多种：
0重量％至1重量％的镍，例如0<重量％镍≤1
0重量％至1重量％的铜，例如0<重量％铜≤1
0重量％至5重量％的银，例如0<重量％银≤1
(d)任选地以下元素中一种或多种：
多至1重量％的钛
多至2重量％的一种或多种稀土族，
例如多至2重量％的铈、镧、钕
多至1重量％的铬
多至10重量％的锗
多至1重量％的镓
多至1重量％的钴
多至1重量％的铁
多至10重量％的铝
多至1重量％的磷
多至1重量％的金
多至1重量％的碲
多至1重量％的硒
多至1重量％的钙
多至1重量％的钒
多至1重量％的钼
多至1重量％的铂
多至1重量％的镁
多至1重量％的硅
(e)余量锡，以及不可避免的杂质。
为了避免疑问，第一方面的优点和优选特征(例如元素和元素含量)也适用于该方面。
在另一个方面，本发明提供了以下合金组成：
(a)48重量％至57重量％的Bi
(b)1重量％至10重量％的In
(c)以下中的一种或多种：
0重量％至1重量％的镍
0重量％至1重量％的铜
0重量％至5重量％的钴
(d)任选地以下元素中一种或多种：
多至1重量％的钛
多至2重量％的一种或多种稀土族铈、镧、钕
多至1重量％的铬
多至10重量％的锗
多至1重量％的镓
多至1重量％的铁
多至10重量％的铝
多至1重量％的磷
多至1重量％的金
多至1重量％的碲
多至1重量％的硒
多至1重量％的钙
多至1重量％的钒
多至1重量％的钼
多至1重量％的铂
多至1重量％的镁
多至1重量％的硅
多至1重量％的钼
多至5重量％的银
(d)余量锡，以及不可避免的杂质。
为了避免疑问，第一方面的优点和优选特征(例如元素和元素含量)也适用于该方面。
在另一个方面，本发明提供了以下合金组成：
(a)40重量％至60重量％的Bi
(b)40重量％至60重量％的In
(c)以下中的一种或多种：
0重量％至1重量％的镍
0重量％至1重量％的铜
0重量％至1重量％的钴
(d)任选地以下元素中一种或多种：
多至1重量％的钛
多至2重量％的一种或多种稀土族铈、镧、钕
多至1重量％的铬
多至10重量％的锗
多至1重量％的镓
多至1重量％的铁
多至10重量％的铝
多至1重量％的磷
多至1重量％的金
多至1重量％的碲
多至1重量％的硒
多至1重量％的钙
多至1重量％的钒
多至1重量％的钼
多至1重量％的铂
多至1重量％的镁
多至1重量％的硅
多至1重量％的钼
多至5重量％的银
(d)余量锡，以及不可避免的杂质。
为了避免疑问，第一方面的优点和优选特征(例如元素和元素含量)也适用于该方面。
在另一个方面，本发明提供了一种包含如本文所述的焊料合金的焊接接头。
在另一个方面，本发明提供了一种焊膏，该焊膏包含：
如本文所述的焊料合金，以及
焊剂。
在另一个方面，本发明提供了一种焊膏，该焊膏包含：
焊料合金，以及
包含活化剂的焊剂，
其中活化剂包含有机酸活化剂和有机胺活化剂两者，并且其中有机酸活化剂与有机胺活化剂的摩尔比为0.8至2.5。
有利的是，已发现焊膏表现出适用于SMT应用的印刷性能。焊膏在室温下也可为稳定的。当用于焊接时，可观察到焊料颗粒在低于180℃的回流温度下的可接受聚结。此外，膏剂可表现出高电性可靠性并且可满足电性测试(SIR)要求。
不受理论的约束，认为此类有利特征通过控制有机酸活化剂与有机胺活化剂的摩尔比来提供。具体地，认为作为此类控制的结果，与常规焊膏相比，该焊膏在低温下表现出足够的活性，而无焊接特性的任何显著降低，典型地无显著降低。因此，该焊膏既稳定又可用于提供高可靠性的焊接接头。
即使当焊料合金包含铋和/或铟时，也可表现出此类有利特性。这是令人惊奇的，因为此类金属具有易于氧化的趋势，并且即使在低温或环境温度下储存时也趋于与助焊膏不利地反应。
在焊膏中，焊料合金典型地为粉末形式。
有机酸活化剂与有机胺活化剂的摩尔比优选地为1至2。当采用此类比率时，焊膏特别稳定并且特别适用于提供高可靠性的焊接接头。
焊膏优选地包含：
78重量％至92重量％的焊料合金；以及
8重量％至22重量％的焊剂。
此类量的焊料合金和焊剂可以提供特别有利的流变特征和特别有利的烧结特征的组合。
焊剂优选地包含基于焊剂的总重量计12重量％至20重量％的活化剂。此类量的活化剂可以提供特别有利的流变特征和特别有利的烧结特征的组合。
焊剂优选地包含以下中的一种或多种：
一种或多种松香和/或一种或多种树脂，优选地量为25重量％至40重量％；
一种或多种溶剂，优选地量为20重量％至40重量％；
一种或多种添加剂，优选地量为4重量％至12重量％；
一种或多种流变改性剂，优选地量为1重量％至10重量％；以及
一种或多种缓蚀剂，优选地量为0.5重量％至3重量％。
助焊膏对于控制焊膏的粘度、流变性、粘性和坍落性能起着关键作用，这对印刷和SMT应用工艺是至关重要的。松香和/或树脂可实现焊膏的此类流变特性。松香/树脂的非限制性示例是具有不同程度的软化点和酸值的脂松香、氢化松香、酯化松香、改性松香树脂或二聚松香。溶剂(典型地溶剂的组合)典型地被选择成有利于溶剂在焊料固化之前蒸发。典型的溶剂组合物包括例如二醇、二醇酯、二醇醚以及它们的组合。非限制性示例包括己基卡必醇、二甘醇二丁醚和三丙二醇单丁醚。合适的流变改性剂的示例包括但不限于以商品名THIXIN-R、Crayvallac-Super、Brij 35、58、L4、O20、S100、93、C10、O10、L23、O10、S10和S20获得的那些。添加剂可单独使用或以混合物形式使用。添加剂的非限制性示例包括有机分子、聚合物、表面活性剂和无机材料，以改善焊膏的功能特征或流变特性以及聚结后焊膏的残留特征。另外，表面活性剂也可用于控制焊膏的流变学或其他功能特性。表面活性剂可为阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂或非离子表面活性剂。非限制性示例包括以商品名SPAN-80、SPAN-20、Tween-80、Triton-X-100、Sorbitan、IGEPAL-CA-630、Nonidet P-40、Cetyl alcohol、FS-3100、FS-2800、FS-2900、FS-230、FS-30获得的表面活性剂。
有机酸活化剂优选地包括一种或多种二羧酸、一种或多种单羧酸、一种或多种卤代苯甲酸，以及它们的组合，优选地苯基琥珀酸、戊二酸、己二酸、辛二酸、癸二酸、十三烷二酸、马来酸、苯基戊二酸、十二烷二酸、二甘醇酸和2-碘苯甲酸中的一种或多种。
有机胺活化剂优选地包括一种或多种含脂族或芳族的伯胺、仲胺或叔胺、杂环胺、单独的多胺，以及它们的组合，优选地苯并咪唑、2-乙基咪唑、二苯基胍、三乙醇胺、苯并三唑和甲苯基三唑中的一种或多种。
活化剂优选地还包含一种或多种氨基酸活化剂。氨基酸活化剂优选地包含谷氨酸、天冬氨酸、苯丙氨酸、缬氨酸、酪氨酸和色氨酸中的一种或多种。氨基酸活化剂是特别有效的活化剂。氨基酸活化剂不被计入有机酸活化剂与有机胺活化剂的摩尔比之中。
在一个优选的实施方案中，活化剂包含：
1重量％至5重量％的戊二酸，
5重量％至12重量％的己二酸，
0重量％至2重量％的2-碘苯甲酸(例如，0重量％或大于0重量％至2重量％，诸如0.1重量％至2重量％)，以及
2重量％至10重量％的2-乙基咪唑。
在一个优选的实施方案中，活化剂包含：
7重量％至15重量％的己二酸，
0重量％至2重量％的2-碘苯甲酸(例如，0重量％或大于0重量％至2重量％，诸如0.1重量％至2重量％)，以及
2重量％至10重量％的2-乙基咪唑。
在一个优选的实施方案中，活化剂包含：
1重量％至5重量％的戊二酸，
1重量％至10重量％的谷氨酸，
3重量％至10重量％的己二酸，
0重量％至2重量％的2-碘苯甲酸(例如，0重量％或大于0重量％至2重量％，诸如0.1重量％至2重量％)，以及
2重量％至10重量％的2-乙基咪唑。
焊剂优选地包含：
一种或多种热塑性聚合物，优选地选自聚酯、聚丙烯酸酯和聚苯氧基树脂；以及/或者
一种或多种蜡，优选地选自植物油蜡和天然蜡；以及/或者
一种或多种热固性网络形成树脂，优选地选自包含聚酯或聚丙烯酸酯或聚氨酯主链的树脂，环氧树脂与硬化剂诸如胺、酸、酸酐的反应产物，酸或其衍生物与胺的反应产物，酸或其衍生物与醇的反应产物，具有烯丙基、乙烯基、甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酰胺官能团的多个碳-碳键的反应产物，羟基与异氰酸酯的反应产物。
对于低温焊膏，聚结后的电性可靠性通常非常具有挑战性。由于相比于助焊膏残余物的分解温度而言回流温度通常较低，因此其被残余酸、胺或任何其他离子杂质污染。当在表面绝缘测试(SIR测试)期间在湿气和温度的组合的存在下施加测试偏置电压时，这些残余物传导显著的电荷。此类问题可以通过包含热塑性聚合物、蜡和热固性网络形成树脂中的一种或多种来克服。不受理论的约束，认为此类物类可形成三维热固性树脂网络，并因此可有助于回流后的残余物固化并捕集残余杂质。
优选地，焊剂还包含缓蚀剂，该缓蚀剂优选地包含三唑衍生物，更优选地包含苯并三唑、甲苯基三唑和羧基苯并三唑中的一种或多种。此类缓蚀剂的存在可有助于在环境储存期间或者在电性可靠性或热可靠性测试条件期间保护所得的焊接接头。
焊料合金优选地包含铋和/或铟。这提供了膏剂的有利特征与铋和/或铟的有利特征的组合，因为膏剂足够稳定以应对铟和/或铋的存在。
焊料合金优选地包括(或者是)本文所述的焊料合金。
在另一个方面，本发明提供了一种焊膏组合物，该焊膏组合物包含以下项：
a)(78重量％-92重量％)的如本文所述的含In和Bi的焊料合金以及(8重量％-22重量％)的焊剂，
b)同时锡膏助焊剂包含以下组成部分：
a.松香/树脂(25重量％-40重量％)，
b.溶剂包(20重量％-40重量％)，
c.活化剂包(12重量％-20重量％)，
d.添加剂(4重量％-12重量％)，
e.流变改性剂(1重量％-10重量％)，以及
f.缓蚀剂(0.5重量％-3重量％)。
在另一个方面，本发明提供了一种包含活化剂的焊剂，其中活化剂包含有机酸活化剂和有机胺活化剂两者，并且其中有机酸活化剂与有机胺活化剂的摩尔比为0.8至2.5。
在另一个方面，本发明提供了一种形成焊接接头的方法，该方法包括：
(i)提供待接合的两个或更多个工件；
(ii)提供如本文所述的焊料合金或如本文所述的焊膏；并且
(iii)在待接合的工件附近加热焊料合金或焊膏。
工件可为印刷电路板的部件，诸如基板和芯片。
工件中的至少一个优选地为聚合物膜，更优选地包含聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、热稳定PET、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、热稳定PEN、聚醚醚酮(PEEK)和聚碳酸酯(PC)中的一种或多种的聚合物膜。此类膜特别适用于制造柔性印刷电路板。此外，这些材料具有成本、电特性和机械特性以及可在世界范围内获得一致的高质量膜的适当组合。在这方面特别优选PET膜，尤其是热稳定PET膜。
在另一个方面，本发明提供了如本文所述的焊料合金或本文所述的焊膏在焊接方法中的用途。
焊接方法优选地选自波峰焊接、表面贴装技术(SMT)焊接、芯片贴装焊接、热界面焊接、手工焊接、激光和RF感应焊接、太阳能组件焊接、2级LED封装板焊接，以及返工焊接。
本文所述的焊料合金和焊膏可用于柔性聚合物基板(示例包括：标准PET、热稳定PET和其他聚合物基板，诸如PEN、PEEK、PC、PI等)上的SMT型组装。
本文所述的焊料合金和焊膏可用于柔性或刚性基板上的分级焊接组装。示例包括使用本文所述的焊料合金或焊膏进行超低温组装(2级)，并且使用类SnBi(例如SnBi)或类SAC(例如Sn-Ag-Cu)合金进行芯片贴装(1级)。
本文所述的焊料合金和焊膏可用于双侧刚性PCB上的超低温SMT型组装。例如，第一侧可用非共晶αSnBi(HRL1)或α共晶Sn-57/58Bi-0.2Cu-0.03Co(SBX02)合金焊接，并且第二侧用本文所述的合金焊接。这两者均组装于2级SMT组件上。
本文所述的焊料合金和焊膏可用于焊接例如低温和/或热敏部件，诸如电池、显示器(例如OLED)和传感器(特别是低温医用传感器的组件)。
本文所述的焊料合金和焊膏可用于制备低温气密密封件并且/或者用于低温层合。
本文所述的焊料合金和焊膏可用于确保温度敏感基板及其他部件不会劣化和/或变色的组装工艺中。
现在将参考以下附图，通过这些合金的几个非限制性示例和它们性能的概述来进一步描述本发明，其中：
图1示出合金Sn-Bi-6In的DSC曲线图(热流量Q(mW)与温度T(℃))。
图2示出合金Sn-Bi-6In-1Ga的DSC曲线图(热流量Q(mW)与温度T(℃))。
现在将参考以下非限制性实施例来进一步描述本发明。
实施例1
制备以下焊料合金：Sn-5Bi-6In和Sn-5Bi-6In-1Ga。如从图1和图2可以看出，向Sn-5Bi-6In焊料中添加1％Ga使主熔融相的起始温度从118℃降至110℃，并且消除了78℃和100℃下熔融的相。其还引入在约87℃熔融的另一个相的一小部分。
使用这两种焊料合金制备焊接接头。添加1％Ga对焊接接头的机械特性并没有显著的不利影响。具体地，合金表现出类似的剪切强度和类似的热循环行为。
实施例2
制备具有以下组成的焊料合金：
(a)53重量％至54重量％的Bi
(b)4重量％至5重量％的In
(c)0重量％至0.05重量％的镍
(d)余量锡，以及不可避免的杂质。
合金表现出低回流温度和有利的机械特性的组合。
实施例3
制备具有以下组成的焊料合金：
(a)55重量％至56重量％的Bi
(b)2重量％至3重量％的In
(c)0重量％至0.05重量％的镍
(d)0.3％至0.5％的Cu
(e)余量锡，以及不可避免的杂质。
合金表现出低回流温度和有利的机械特性的组合。
实施例4
制备具有以下组成的焊料合金：
(a)51重量％至53重量％的In
(b)0重量％至0.05重量％的镍
(c)0.3％至0.5％的Cu
(d)余量锡，以及不可避免的杂质。
合金表现出低回流温度和有利的机械特性的组合。
实施例5
制备具有以下组成的焊料合金：
(a)51重量％至53重量％的In
(b)0重量％至0.05重量％的镍
(c)0％至0.05％的Ge
(d)余量锡，以及不可避免的杂质。
合金表现出低回流温度和有利的机械特性的组合。
实施例6
制备具有以下组成的焊料合金：
(a)51重量％至53重量％的In
(b)0重量％至0.05重量％的镍
(c)0％至0.03％的P
(d)余量锡，以及不可避免的杂质。
合金表现出低回流温度和有利的机械特性的组合。
上述详细描述已经通过解释和说明的方式提供，并且不旨在限制所附权利要求的范围。本文示出的本发明优选实施方案的许多变型形式对于本领域的普通技术人员而言将是显而易见的，并且仍然在所附权利要求及其等同物的范围内。

Claims (43)

1.一种焊料合金，所述焊料合金包含：
40重量％至65重量％的铋；
1重量％至10重量％的铟；
以下中的至少一种：
0.1重量％至5重量％的镓，
0.1重量％至5重量％的锌，
0.1重量％至2重量％的铜，
0.01重量％至0.1重量％的钴，
0.1重量％至2重量％的银，
0.005重量％至0.05重量％的钛，和
0.01重量％至1重量％的镍；
任选地以下中的一种或多种：
多至1重量％的钒，
多至1重量％的稀土金属，
多至1重量％的钕，
多至1重量％的铬，
多至1重量％的铁，
多至1重量％的铝，
多至1重量％的磷，
多至1重量％的金，
多至1重量％的碲，
多至1重量％的硒，
多至1重量％的钙，
多至1重量％的钒，
多至1重量％的钼，
多至1重量％的铂，
多至1重量％的镁，
多至1重量％的硅，和
多至1重量％的锰；和
余量锡，以及任何不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的焊料合金，其中所述焊料合金包含42重量％至60重量％的铋，优选地45重量％至59重量％的铋，更优选地47重量％至58.5重量％的铋，甚至更优选地50重量％至58重量％的铋，还甚至更优选地55重量％至57.5重量％的铋。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的焊料合金，其中所述焊料合金包含1.5重量％至9重量％的铟，优选地2重量％至8重量％的铟，更优选地3重量％至7重量％的铟。
4.根据前述权利要求中任一项所述的焊料合金，其中所述焊料合金包含0.5重量％至4重量％的镓，更优选地1重量％至3重量％的镓。
5.根据前述权利要求中任一项所述的焊料合金，其中所述焊料合金包含0.5重量％至4重量％的锌，更优选地1重量％至3重量％的锌。
6.根据前述权利要求中任一项所述的焊料合金，其中所述焊料合金包含0.15重量％至1.5重量％的铜，优选地0.18重量％至0.32重量％的铜。
7.根据前述权利要求中任一项所述的焊料合金，其中所述焊料合金包含0.02重量％至0.09重量％的钴，优选地0.03重量％至0.08重量％的钴。
8.根据前述权利要求中任一项所述的焊料合金，其中所述焊料合金包含0.2重量％至1.5重量％的银，优选地0.3重量％至1.2重量％的银。
9.根据前述权利要求中任一项所述的焊料合金，其中所述焊料合金包含0.055重量％至0.045重量％的钛，优选地0.01重量％至0.04重量％的钛。
10.根据前述权利要求中任一项所述的焊料合金，其中所述焊料合金包含0.02重量％至0.9重量％的镍，优选地0.025重量％至0.8重量％的镍，更优选地0.03重量％至0.5重量％的镍。
11.根据前述权利要求中任一项所述的焊料合金，其中所述焊料合金包含：
0.001重量％至1重量％的钒，优选地0.01重量％至0.5重量％的钒，更优选地0.1重量％至0.3重量％的钒；以及/或者
0.001重量％至1重量％的稀土金属，优选地0.01重量％至0.5重量％的稀土金属，更优选地0.1重量％至0.3重量％的稀土金属；以及/或者
0.001重量％至1重量％的钕，优选地0.01重量％至0.5重量％的钕，更优选地0.1重量％至0.3重量％的钕；以及/或者
0.001重量％至1重量％的铬，优选地0.01重量％至0.5重量％的铬，更优选地0.1重量％至0.3重量％的铬；以及/或者
0.001重量％至1重量％的铁，优选地0.01重量％至0.5重量％的铁，更优选地0.1重量％至0.3重量％的铁；以及/或者
0.001重量％至1重量％的铝，优选地0.01重量％至0.5重量％的铝，更优选地0.1重量％至0.3重量％的铝；以及/或者
0.001重量％至1重量％的磷，优选地0.01重量％至0.5重量％的磷，更优选地0.1重量％至0.3重量％的磷；以及/或者
0.001重量％至1重量％的金，优选地0.01重量％至0.5重量％的金，更优选地0.1重量％至0.3重量％的金；以及/或者
0.001重量％至1重量％的碲，优选地0.01重量％至0.5重量％的碲，更优选地0.1重量％至0.3重量％的碲；以及/或者
0.001重量％至1重量％的硒，优选地0.01重量％至0.5重量％的硒，更优选地0.1重量％至0.3重量％的硒；以及/或者
0.001重量％至1重量％的钙，优选地0.01重量％至0.5重量％的钙，更优选地0.1重量％至0.3重量％的钙；以及/或者
0.001重量％至1重量％的钒，优选地0.01重量％至0.5重量％的钒，更优选地0.1重量％至0.3重量％的钒；以及/或者
0.001重量％至1重量％的钼，优选地0.01重量％至0.5重量％的钼，更优选地0.1重量％至0.3重量％的钼；以及/或者
0.001重量％至1重量％的铂，优选地0.01重量％至0.5重量％的铂，更优选地0.1重量％至0.3重量％的铂；以及/或者
0.001重量％至1重量％的镁，优选地0.01重量％至0.5重量％的镁，更优选地0.1重量％至0.3重量％的镁；以及/或者
0.001重量％至1重量％的硅，优选地0.01重量％至0.5重量％的硅，更优选地0.1重量％至0.3重量％的硅；以及/或者
0.001重量％至1重量％的锰，优选地0.01重量％至0.5重量％的锰，更优选地0.1重量％至0.3重量％的锰。
12.根据前述权利要求中任一项所述的焊料合金，其中所述焊料合金由50重量％至54重量％的铋、4重量％至6重量％的铟、0.5重量％至1.5重量％的镓和余量锡以及任何不可避免的杂质组成。
13.根据前述权利要求中任一项所述的焊料合金，其中所述焊料合金由49重量％至53重量％的铋、5重量％至7重量％的铟、0.5重量％至1.5重量％的镓和余量锡以及任何不可避免的杂质组成。
14.根据前述权利要求中任一项所述的焊料合金，其中所述焊料合金由49重量％至53重量％的铋、4重量％至6重量％的铟、1.5重量％至2.5重量％的镓和余量锡以及任何不可避免的杂质组成。
15.根据前述权利要求中任一项所述的焊料合金，其中所述焊料合金由56重量％至59重量％的铋、0.1重量％至0.3重量％的铜、0.02重量％至0.04重量％的钴、2重量％至4重量％的铟和余量锡以及任何不可避免的杂质组成。
16.根据前述权利要求中任一项所述的焊料合金，其中所述焊料合金由56重量％至59重量％的铋、0.1重量％至0.3重量％的铜、0.02重量％至0.04重量％的钴、4重量％至6重量％的铟、1重量％至3重量％的镓和余量锡以及任何不可避免的杂质组成。
17.根据前述权利要求中任一项所述的焊料合金，其中所述焊料合金由56重量％至59重量％的铋、0.2重量％至0.6重量％的银、2重量％至4重量％的铟和余量锡以及任何不可避免的杂质组成。
18.根据前述权利要求中任一项所述的焊料合金，其中所述焊料合金由56重量％至59重量％的铋、0.2重量％至0.6重量％的银、4重量％至6重量％的铟、1重量％至3重量％的镓和余量锡以及任何不可避免的杂质组成。
19.一种焊料合金，所述焊料合金包含：
1重量％至10重量％的铋；
1重量％至10重量％的铟；
以下中的至少一种：
0.1重量％至5重量％的镓，
0.1重量％至5重量％的锌，
0.1重量％至2重量％的铜，
0.01重量％至0.1重量％的钴，
0.1重量％至2重量％的银，
0.005重量％至0.05重量％的钛，和
0.01重量％至1重量％的镍；
任选地以下中的一种或多种：
多至1重量％的钒，
多至1重量％的稀土金属，
多至1重量％的钕，
多至1重量％的铬，
多至1重量％的铁，
多至1重量％的铝，
多至1重量％的磷，
多至1重量％的金，
多至1重量％的碲，
多至1重量％的硒，
多至1重量％的钙，
多至1重量％的钒，
多至1重量％的钼，
多至1重量％的铂，
多至1重量％的镁，
多至1重量％的硅，和
多至1重量％的锰；和
余量锡，以及任何不可避免的杂质。
20.根据权利要求19所述的焊料合金，其中所述焊料合金包含5重量％至9重量％的铋，优选地6重量％至8重量％的铋，更优选地6.5重量％至7.5重量％的铋。
21.权利要求19或权利要求20所述的焊料合金，其中所述焊料合金由6重量％至8重量％的铋、4重量％至6重量％的铟、1重量％至3重量％的镓和余量锡以及任何不可避免的杂质组成。
22.根据前述权利要求中任一项所述的焊料合金，其中所述焊料合金能够在比锡-铋合金或锡-铋-银共晶合金低至少10℃的温度下回流。
23.根据前述权利要求中任一项所述的焊料合金，其形式为棒、棍、实芯焊丝或焊剂芯焊丝、箔或条、膜、预成型件、粉末或膏剂(粉末加焊剂共混物)、或用于球栅阵列接头或芯片级封装的焊料球、或具有或不具有焊剂芯或焊剂涂层的其他预成形焊片。
24.一种焊接接头，其包含根据前述权利要求中任一项所述的焊料合金。
25.一种焊膏，所述焊膏包含：
根据权利要求1至23中任一项所述的焊料合金，以及
焊剂。
26.一种焊膏，所述焊膏包含：
焊料合金，以及
包含活化剂的焊剂，
其中所述活化剂包含有机酸活化剂和有机胺活化剂，并且其中有机酸活化剂与有机胺活化剂的摩尔比为0.8至2.5。
27.根据权利要求26所述的焊膏，其中有机酸活化剂与有机胺活化剂的摩尔比为1至2。
28.根据权利要求25至27中任一项所述的焊膏，其中所述焊膏包含：
78重量％至92重量％的所述焊料合金；并且
8重量％至22重量％的所述焊剂。
29.根据权利要求26至28中任一项所述的焊膏，其中所述焊剂包含基于所述焊剂的总重量计12重量％至20重量％的所述活化剂。
30.根据权利要求25至29中任一项所述的焊膏，其中所述焊剂包含以下中的一种或多种：
一种或多种松香和/或一种或多种树脂，优选地量为25重量％至40重量％；
一种或多种溶剂，优选地量为20重量％至40重量％；
一种或多种添加剂，优选地量为4重量％至12重量％；
一种或多种流变改性剂，优选地量为1重量％至10重量％；以及
一种或多种缓蚀剂，优选地量为0.5重量％至3重量％。
31.根据权利要求26至30中任一项所述的焊膏，其中：
所述有机酸活化剂包括一种或多种二羧酸、一种或多种单羧酸、一种或多种卤代苯甲酸，以及它们的组合，优选地苯基琥珀酸、戊二酸、己二酸、辛二酸、癸二酸、十三烷二酸、马来酸、苯基戊二酸、十二烷二酸、二甘醇酸和2-碘苯甲酸中的一种或多种；以及/或者
所述有机胺活化剂包括一种或多种含脂族或芳族的伯胺、仲胺或叔胺、杂环胺、单独的多胺，以及它们的组合，优选地苯并咪唑、2-乙基咪唑、二苯基胍、三乙醇胺、苯并三唑和甲苯基三唑中的一种或多种。
32.根据权利要求26至31中任一项所述的焊料合金，其中所述活化剂还包含一种或多种氨基酸活化剂。
33.根据权利要求32所述的焊料合金，其中所述氨基酸活化剂包含谷氨酸、天冬氨酸、苯丙氨酸、缬氨酸、酪氨酸和色氨酸中的一种或多种。
34.根据权利要求26至33中任一项所述的焊膏，其中所述活化剂包含：
1重量％至5重量％的戊二酸，
5重量％至12重量％的己二酸，
0重量％至2重量％的2-碘苯甲酸，以及
2重量％至10重量％的2-乙基咪唑。
35.根据权利要求26至33中任一项所述的焊膏，其中所述活化剂包含：
7重量％至15重量％的己二酸，
0重量％至2重量％的2-碘苯甲酸，以及
2重量％至10重量％的2-乙基咪唑。
36.根据权利要求26至33中任一项所述的焊膏，其中所述活化剂包含：
1重量％至5重量％的戊二酸，
1重量％至10重量％的谷氨酸，
3重量％至10重量％的己二酸，
0重量％至2重量％的2-碘苯甲酸，以及
2重量％至10重量％的2-乙基咪唑。
37.根据权利要求25至36中任一项所述的焊膏，其中所述焊剂包含：
一种或多种热塑性聚合物，优选地选自聚酯、聚丙烯酸酯和聚苯氧基树脂；以及/或者
一种或多种蜡，优选地选自植物油蜡和天然蜡；以及/或者
一种或多种热固性网络形成树脂，优选地选自包含聚酯或聚丙烯酸酯或聚氨酯主链的树脂，环氧树脂与硬化剂诸如胺、酸、酸酐的反应产物，酸或其衍生物与胺的反应产物，酸或其衍生物与醇的反应产物，具有烯丙基、乙烯基、甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酰胺官能团的多个碳-碳键的反应产物，羟基与异氰酸酯的反应产物。
38.根据权利要求25至37中任一项所述的焊膏，其中所述焊剂还包含缓蚀剂，所述缓蚀剂优选地包含三唑衍生物，更优选地包含苯并三唑、甲苯基三唑和羧基苯并三唑中的一种或多种。
39.根据权利要求26至38中任一项所述的焊膏，其中所述焊料合金包含铋和/或铟。
40.根据权利要求26至39中任一项所述的焊膏，其中所述焊料合金包括根据权利要求1至23中任一项所述的焊料合金。
41.一种形成焊接接头的方法，所述方法包括：
(i)提供待接合的两个或更多个工件；
(ii)提供根据权利要求1至23中任一项所述的焊料合金或根据权利要求25至40中任一项所述的焊膏；并且
(iii)在待接合的所述工件附近加热所述焊料合金或焊膏。
42.根据权利要求1至23中任一项所述的焊料合金或根据权利要求25至40中任一项所述的焊膏在焊接方法中的用途。
43.根据权利要求42所述的用途，其中所述焊接方法选自波峰焊接、表面贴装技术(SMT)焊接、芯片贴装焊接、热界面焊接、手工焊接、激光和RF感应焊接、太阳能组件焊接、2级LED封装板焊接，以及返工焊接。
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