CN113458650B

CN113458650B - 一种Sn-Ag-Cu-Ce高可靠性无铅焊料

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Publication number: CN113458650B
Application number: CN202110756671.0A
Authority: CN
Inventors: 张欣; 朱堂葵; 秦俊虎; 卢红波; 唐丽; 解秋莉; 白海龙; 严继康; 陈东东; 朱文嘉; 王成亮; 赵中梅
Original assignee: Yunnan Tin Material Co ltd
Current assignee: Yunnan Tin New Material Co ltd
Priority date: 2021-07-05
Filing date: 2021-07-05
Publication date: 2022-10-14
Anticipated expiration: 2041-07-05
Also published as: CN113458650A

Abstract

本发明公开了一种Sn‑Ag‑Cu‑Ce高可靠性无铅焊料，按质量百分比由以下组分组成：Ag为3.6％～3.8％，Ce为0.08％～0.1％，Cu为0.5％～0.9％，Sn为87.6％～90.5％，以及其余的X；所述X为Sb、Ni、Bi、In中的任意一种或多种组成。本发明通过对Sn‑Ag‑Cu‑Ce无铅焊料添加Sb、Ni、Bi、In四种微量元素之间的协同效应，形成一个良好的综合体，能够有效抵抗裂纹的产生，大大提高焊料服役过程的抗拉强度，同时改善焊料合金的焊接性能。

Description

一种Sn-Ag-Cu-Ce高可靠性无铅焊料

技术领域

本发明属于焊接材料技术领域，具体涉及一种Sn-Ag-Cu-Ce无铅焊料。

背景技术

电子焊料无铅化以来，应用较为广泛的是Sn-Cu系、Sn-Ag-Cu系、Sn-Bi系焊料合金，其中最具竞争力的是Sn-Ag-Cu系无铅焊料，Sn-Ag-Cu系无铅焊料被公认为是代替Sn-Pb焊料最有前途的钎料之一。

现有的Sn-Ag-Cu系焊料虽然润湿性好、具有较好的焊接可靠性和工艺良率，但也存在熔点较高、成本高、随着银含量的增加抗跌落性降低等缺点。而Sn-Cu系焊料成本较低，但熔点高、润湿性较差。Sn-Bi系焊料熔点低、润湿性较好，但由于含Bi较高焊接后可靠性差，而高Sn含量的合金(质量分数约为95-99.3％)已经被证明容易形成空洞，在凝固过程中过冷度大，在时效过程中过于快速的形成金属间化合物(IMC)和界面IMC剥落。现有的Sn-Ag-Cu系焊料在焊点服役过程中，还存在焊料与基板界面处存在本身脆性金属间化合物(IMC)的过度生长，焊点在受到震动、机械冲击等条件时会沿此界面开裂，导致焊点失效。

而Ce能够细化晶粒，使金属间化合物分布均匀，同时能够在金属间化合物的边界聚集，抑制金属间化合物长大，改善初生相的形貌，提高焊料强度的同时改善塑性。

因此，为了，本申请提出了一种Sn-Ag-Cu-Ce高可靠性无铅焊料。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术存在问题，提供一种可进一步提高无铅焊料的力学性能及焊接后的可靠性、综合性能优良的无Sn-Ag-Cu-Ce高可靠性无铅焊料。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种Sn-Ag-Cu-Ce高可靠性无铅焊料，按质量百分比由以下组分组成：Ag为3.6％～3.8％，Ce为0.08％～0.1％，Cu为0.5％～0.9％，Sn为87.6％～90.5％，以及其余的X；所述X为Sb、Ni、Bi、In中的任意一种或多种组成。

作为上述焊料的进一步改进，所述X由以下质量百分比的组分组成：Sb为1.5％～3.5％，Ni为0.2％～0.4％，Bi为3％～4％，In为0.1％～0.2％。

作为上述焊料的进一步改进，所述无铅焊料在制备过程中，Ag、Cu、Ce分别以SnAg3，SnCu10，SnCe1.8为原材料的方式添加，不足的Ag以纯度>99.9％Ag添加。

作为上述焊料的进一步改进，所述Sb、In、Bi的添加方式分别为纯度>99.9％Sb、纯度>99.9％In、纯度>99.9％Bi，Ni的添加方式为SnNi4。

作为上述焊料的进一步改进，将所述SnAg3，SnCu10，SnCe1.8、Ag、Sb、SnNi4、Bi、In原料加入钛合金无铅熔锡炉中加热至350℃熔炼，熔炼完成后，搅拌合金液5min，然后进行雾化，雾化室温度为50±10℃，雾化完成后进行流化分级，分级频率为50±20Hz；最后将流化分级后的合金粉进行筛分，筛分的参数为15Hz～45Hz，得到无铅焊料。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明在Sn-Ag-Cu-Ce系无铅焊料的基础上，利用Ce改善焊料合金的可靠性，同时添加Sb、Ni、Bi、In四种微量元素产生协同效应，形成一个良好的综合体，进一步增强Sn-Ag-Cu-Ce系无铅焊料的可靠性；其中，Bi、Sb的加入能够明显提高焊料的抗拉强度，但同时也会使焊料的脆性增加，降低疲劳寿命，而Ni、In的加入能够细化晶粒，改善初生相的形貌，抑制金属间化合物的长大，提高焊接后的可靠性。本发明的合金焊料配方，各元素之间共同作用形成一个良好的综合体，能够有效抵抗裂纹的产生，大大提高焊料服役过程的抗拉强度，同时改善了焊料合金的焊接性能。

附图说明

图1-1和图1-2为微量元素复加对SAC305(Sn-3.0Ag-0.5Cu)抗拉强度的影响图；

图2为实施例1合金焊料进行600个高低温循环冲击下无元器件焊点、不带引脚的电阻0805和带引脚的SOP16的焊接效果图；

图3为实施例2合金焊料进行600个高低温循环冲击下无元器件焊点、不带引脚的电阻0805和带引脚的SOP16的焊接效果图；

图4为实施例3合金焊料进行600个高低温循环冲击下无元器件焊点、不带引脚的电阻0805和带引脚的SOP16的焊接效果图；

图5为实施例4合金焊料进行600个高低温循环冲击下无元器件焊点、不带引脚的电阻0805和带引脚的SOP16的焊接效果图；

图6为比较例1合金焊料进行600个高低温循环冲击下无元器件焊点、不带引脚的电阻0805和带引脚的SOP16的焊接效果图；

图7为比较例2合金焊料进行600个高低温循环冲击下无元器件焊点、不带引脚的电阻0805和带引脚的SOP16的焊接效果图；

图8为比较例3合金焊料进行600个高低温循环冲击下无元器件焊点、不带引脚的电阻0805和带引脚的SOP16的焊接效果图；

图9为比较例4合金焊料进行600个高低温循环冲击下无元器件焊点、不带引脚的电阻0805和带引脚的SOP16的焊接效果图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的Sn-Ag-Cu-Ce高可靠性无铅焊料中，按质量百分比计，Ag为3.6％～3.8％，Ce为0.08％～0.1％，Cu为0.5％～0.9％，Sn为87.6％～90.5％，以及其余的X；所述X为Sb、Ni、Bi、In中的任意一种或多种组成。

作为优选，所述X由以下质量百分比的组分组成：Sb为1.5％～3.5％，Ni为0.2％～0.4％，Bi为3％～4％，In为0.1％～0.2％。

所述无铅焊料在制备过程中，Ag、Cu、Ce分别以SnAg3，SnCu10，SnCe1.8为原材料的方式添加，不足的Ag以纯度>99.9％Ag添加。Sb、In、Bi的添加方式分别为纯度>99.9％Sb、纯度>99.9％In、纯度>99.9％Bi，Ni的添加方式为SnNi4。

制备本发明的Sn-Ag-Cu-Ce高可靠性无铅焊料时，是将所述SnAg3，SnCu10，SnCe1.8、Ag、Sb、SnNi4、Bi、In原料加入钛合金无铅熔锡炉中加热至350℃熔炼，熔炼完成后，搅拌合金液5min，然后进行雾化，雾化室温度为50±10℃，雾化完成后进行流化分级，分级频率为50±20Hz；最后将流化分级后的合金粉进行筛分，筛分的参数为15Hz～45Hz，得到无铅焊料粉。所述钛合金无铅熔锡炉为现有技术设备。所述雾化和流化分级的方法均为现有技术方法。

本发明主要在Sn-Ag-Cu-Ce系无铅焊料的基础上加入Sb、Ni、Bi、In四种微量元素以验证焊料焊接后的可靠性。Ce的加入能够细化晶粒，使金属间化合物的分布均匀，同时能够在金属间化合物的边界聚集，抑制金属间化合物长大，改善初生相的形貌，提高强度的同时改善塑性。跟没有添加Ce的焊料相比，β锡树枝晶更加细小，网状共晶组织连贯一致，没有出现大的块状Cu₆Sn₅和Ag₃Sn金属间化合物，这主要是由于Ce在β锡中的溶解度很低，Ce更倾向于和Sn一起形成初生相，这种Sn-Ce金属间化合物扮演一个异质形核点，有利于金属间化合物形核，导致金属间化合物细小，均匀一致。此外，Ce是一种表面活性元素，容易在晶界处聚集，产生钉扎效应，阻止晶粒生长。稀土Ce细化组织的机理，主要是由于合金中加入一定量的稀土Ce后，受凝固时扩散动力学条件限制而聚集在固液界面前沿，增大了合金的成分过冷而使分枝过程加剧，导致结晶方式发生了变化。原来的平面生长方式变成包状树枝晶生长，并且可以使枝晶的生长更发达，二次枝晶增多，最终使枝晶间距减小，晶粒细化，但是当Ce含量超过一定量时时会形成脆而硬的CeSn₃相，对焊料的塑性是有害的，因此需要加入其它元素及调节Ce的适当含量。

为了方便比较，以下实施例以现有技术中的SAC305(Sn-3.0Ag-0.5Cu)为基础进行综合实验。在SAC305的基础上，按照表1分别添加Sb、Bi、Ni、Ge、Ga、In、Ce七种元素，每种元素选取5个含量，探究不同的元素对焊料性能的影响。微量元素的含量如表1所示。以SnAg3、SnCu10、SnNi4、SnCe1.8、SnGe1、纯度>99.9％Ag、纯度>99.9％Sb、纯度>99.9％In、纯度>99.9％Bi、纯度>99.9％Ga为原材料，以质量百分比计称量出配制Sn-3.0Ag-0.5Cu+X合金焊料的各种原料重量，将称量好的各个原料放入钛合金无铅熔锡炉中加热至350℃熔化，搅拌30min并保温2小时，之后降温至320℃，保温1小时后浇铸至模具中制成不同的Sn-3.0Ag-0.5Cu+X焊料试样。

表1微量元素的添加量

抗拉强度测试依据国标GB/T 228.1-2010，使用深圳市瑞格尔仪器设备公司的RGM-3010微机控制电子万能试验机进行实验，试样直径10mm，标距50mm，测试温度为室温，拉伸速度为5mm/min。

硬度测试依据国标GB/T 231.1-2002，使用莱州莱华试验仪器厂的HB-3000C布氏硬度计进行实验，采用直径10mm钢球压头，测试力大小为2452N，保持时间为60s。

试验结果与分析

表2为Sn-3.0Ag-0.5Cu+X焊料抗拉强度测试结果。从表中可以看出，Sn-3.0Ag-0.5Cu的抗拉强度为44.00MPa，在Sn-3.0Ag-0.5Cu基础上分别添加Sb、Bi、Ni、Ge、Ga五种元素的焊料，在添加元素含量的范围内抗拉强度均大于Sn-3.0Ag-0.5Cu焊料的抗拉强度值。

In元素的添加量为0.1％时Sn-3.0Ag-0.5Cu焊料的抗拉强度值大于未添加时的抗拉强度值，其余添加量下的抗拉强度值均小于未添加时的抗拉强度值。而对于Ce元素，添加量为0.02％、0.05％时焊料抗拉强度大于未添加时的抗拉强度，添加量大于0.05％时焊料抗拉强度小于未添加时的抗拉强度。

在所有的元素中，Bi元素对抗拉强度的影响最大，最小抗拉强度为添加量0.6％时的56.94MPa，最大抗拉强度为添加量0.9％时的60.82MPa；其次是Ni和Ge，除了0.4％Ge时抗拉强度达到58.32MPa，在整个添加含量范围内其抗拉强度在47.81MPa～52.83MPa之间；在Sb元素添加的范围内，焊料的抗拉强度值在44.28MPa～48.28MPa之间；在In元素添加的范围内，焊料抗拉强度在41.32MPa～46.07MPa之间；在Ga元素添加的范围内，焊料抗拉强度在44.11MPa～50.00MPa之间；在Ce元素添加的范围内，焊料抗拉强度在41.70MPa～47.62MPa。

Bi、Sb元素的加入可提高焊料的抗拉强度，主要是由于Bi和Sb的加入会在焊料中形成固溶强化和弥散强化。同时，Bi和Sb的加入会在β-Sn基体上形成SnSb、SnBi金属间化合物，导致其抗拉强度提高。Ni和Ce元素的加入能细化晶粒，同时Ni和Ce元素会聚集在金属间化物的边界，起到抑制金属间化合物长大的作用，改善初生相的形貌，使组织更加均匀，改善力学性能。此外，Ni和Ce同样能与Sn结合形成Ni₃Sn₄、CeSn₃金属间化合物，提高焊料的强度。Ge、Ga元素的加入会导致焊料组织不均匀；In的加入能使焊料组织细化，材料韧性提高，但其抗拉强度下降。

表2不同微量元素含量抗拉强度测试结果

图1-1和图1-2为微量元素对Sn-3.0Ag-0.5Cu焊料力学性能的影响。从图中可以看出，对于Sb、Bi两种元素，焊料的抗拉强度均随着元素添加量的增加呈现先减小后增大，之后再减小；对于Ni元素，随着元素添加量的增加，焊料的抗拉强度变化呈锯齿状且逐渐减小；对于Ce元素，随着元素添加量的增加，焊料的抗拉强度逐渐减小；对于In和Ga元素，焊料的抗拉强度均随着元素添加量的增加先增大后减小，之后再增加；对于Ge元素，焊料的抗拉强度随着元素添加量增加先减小后增大。由此可见在力学性能方面，Bi、Sb的加入能够显著提高焊料的抗拉强度，但同时会使焊料脆性增加，疲劳寿命降低；而Ni、Ce、In的加入能够细化晶粒，改善初生相的形貌，抑制金属间化合物的长大，从而能够改善焊料的力学性能。

经过上述实验，本发明通过对Sn-Ag-Cu-Ce+X的方式进行元素复加，以提高含Ce焊料的力学性能及可靠性。表3为本发明的具体实施例及比较例，将各组分原料经过钛合金无铅熔锡炉中加热至350℃进行熔炼，合金熔化完成后搅拌5min；然后进行雾化，雾化室温度为50±10℃，雾化完成后进行流化分级，分级频率为50±20Hz；最后将流化分级后的合金粉进行筛分，筛分的参数为15Hz～45Hz，得到无铅焊料粉。在无铅焊料在制备过程中，Ce以SnCe1.8为原材料的方式添加；Ag、Cu、Ni分别以SnAg3，SnCu10，SnNi4为原材料的方式添加，不足的Ag以纯度>99.9％Ag添加；Sb、In、Bi的添加方式分别为纯度>99.9％Sb，纯度>99.9％In，纯度>99.9％Bi。

表3实施例及比较例

力学性能分析

表4为正交复加Sb、Ni、In、Ce、Bi五种元素焊料的力学性能测试结果。从表4中可以看出，通过五种元素不同含量的正交复加，Sn-Ag-Cu-Ce+X焊料的抗拉强度在57.57MPa～107.98MPa之间，明显高于Sn-3.0Ag-0.5Cu的44.00MPa；硬度在18.2HB～29.7HB之间，明显高于Sn-3.0Ag-0.5Cu的15HB。

表4力学性能测试结果

实施例1-4对于焊料的力学性能有所改善，比较例1复加少量的Sb、Ni、In、Ce、Bi元素力学性能改善轻微，而比较例2在加大Ni、In、Ce的量后，力学性能还是很差，比较例3在加大Sb和Bi的量后，力学性能明显改善，抗拉强度大大提高，比较例4在提高Sb、Ni、In、Bi的量，相对减少Ce的量后，力学性能优异。

焊料可靠性分析

焊料主要是起到连接元器件和基板的作用，保证在电子产品的服役期间内元器件与基板之间的连接不发生失效行为。因此，检验焊料的可靠性必须模拟真实的使用条件，需要使用所选配方合金将元器件焊接到基板上进行可靠性实验，本实验采用回流焊的方式将元器件焊接到PCB板上。为了减少实验误差，保证各实施例和比较例各项性能的可靠性，针对上述实施例的各项性能进行重复实验，检验实验数据的可靠性。各项性能测试条件与先前测试条件相同，严格按照相关标准执行。重复实验结果表明实验数据前后一致，具有可靠性。

(1)将制备好的锡膏印刷到PCB板上并将元器件贴装到PCB板上，使用日东电子科技有限公司无铅热风回流炉进行焊接，型号为IPC-708E-ECO。回流焊的预热温度为230℃预热时间为15s，焊接温度为265℃焊接时间为5s。

(2)高低温冲击实验采用广州五所环境仪器有限公司的高低温冲击实验箱，型号为EG-02KA。依据GB/T 2423.1-2001、GB/T 2423.2-2001，高温暴露温度为150℃暴露时间为20min，低温暴露温度为-40℃暴露时间为20min，总冲击次数为600个循环。

实验结果与分析

图2-5分别为实施例1-4进行600个高温冲击循冲环下无元器件焊点、不带引脚的电阻0805和带引脚的SOP16的焊接情况。图6-9分别为比较例1-4进行600个高温冲击循冲环下无元器件焊点、不带引脚的电阻0805和带引脚的SOP16的焊接情况。从图2-5中可以看出，对于实施例1-4而言，在600个高低温冲击时之后，焊点基本饱满，未出现明显的焊接裂纹，焊点可靠性强。

从图6中可以看出，比较例1复加少量的Sb、Ni、In、Ce、Bi元素经过600个高低温冲击之后，表面明显出现裂纹。

从图7中可以看出，而比较例2在加大Ni、In、Ce的量后，裂纹有所改善。

从图8中可以看出，比较例3在加大Sb和Bi的量后，出现明显可见的裂纹和孔洞。

从图9中可以看出，比较例4在提高Sb、Ni、In、Bi的量，相对减少Ce的量后，力学性能优异，但是裂纹和孔洞更加明显。

从上述实施例和比较例分析可知，在高低温冲击实验中，焊料、元器件和基板承受快速温度变化的影响，加热时膨胀，冷却时收缩，但是由于各个部分热膨胀系数的差异，在从高温转向低温或者从低温转向高温的过程中各个部收缩或者膨胀的体积不一致，导致应力在焊料与元器件界面处、焊料与基板界面处集中，往复循环冲击最终在这些地方萌生裂纹。而对于焊料本身而言，焊料中包含Sn、Ag、Cu、Sb、Ni、Ce、Bi、In八种元素，每种元素的热膨胀系数都是不一致的，并且Sb、Bi属于热缩冷胀元素，加剧了在升温或者冷却过程中焊料内部各部分之间膨胀和收缩的不均匀性，导致应力在焊料内部集中，从焊料内部萌生裂纹。孔洞的出现主要是因为在焊接的过程中由于空气的卷入会在焊点内部形成许多孔洞，在高低温冲击的高温阶段，原子扩散加剧，小孔洞贯穿聚集而形成较大的孔洞。在高低温冲击的过程中，孔洞常常是裂纹萌生的地方。在合金焊点中，对于同一种配方合金的三种焊接方式，随着冲击循环次数的增加，未焊接元器件的焊点的裂纹和孔洞数量和尺寸最少，其次是SOP16元器件，裂纹和孔洞发展最严重的是0805电阻。这种现象的出现主要是因为对于无元器件的焊点，裂纹的产生主要受焊料本身各物相热膨胀系数、焊料与基板热膨胀系数差异的影响。对于SOP16元器件的焊点，除了焊料本身各物相热膨胀系数、焊料与基板热膨胀系数差异的影响外，焊料与镀锡铜引脚之间的热膨胀系数也有影响，但是由于铜和锡的热膨胀系数相差较小，对裂纹的贡献较小，因此两者裂纹数量和尺寸相差不大。而对于0805电阻形成的焊点，焊料上部与电阻的镀锡层直接连接，下部与基板渡铜层连接，由于元器件外部是塑料材质，基板是玻璃纤维材质，两者与金属锡焊料的热膨胀系数相差较大，受热膨胀或者冷却收缩时上下应力集中严重，从而导致裂纹严重。

本发明的合金Ag含量偏高，其他微量元素适中，各元素之间共同作用形成一个良好的综合体，能够有效抵抗裂纹的产生。焊料合金中包含的八种元素中，Ag含量在焊料中主要影响焊点的热疲劳寿命和跌落寿命，热疲劳寿命随着Ag含量的增加而增加，主要是由于Ag含量影响焊料的抗疲劳性能和机械性能，但是Ag含量的升高会使跌落性能变差；与Ag含量低的焊料相比，高银含量的焊料显示出更大的弹性模量、屈服强度和最大抗拉强度，但是会使其塑性降低。这主要是因为Ag对焊料本身有两方面的影响；一方面，Ag主要以针状Ag₃Sn的形式存在，Ag的含量越高，形成的Ag₃Sn金属间化合物就越多，金属间化合物属于脆而硬的物质，金属间化合物的增加会导致焊料脆性增大；另一方面，Ag会影响Ag₃Sn和Cu₆Sn₅金属间化合物的沉淀，增加Ag含量会增加Ag₃Sn和Cu₆Sn₅在锡基体的分布，使Sn相枝晶晶粒细化，提高焊料的强度和抗疲劳性能。Cu主要以片状或棒状Cu₆Sn₅的形式存在，Cu含量的增加同样能够细化Sn相枝晶，提高焊料的强度和硬度。Bi元素的加入能够显著提高焊料的强度和硬度，主要是因为Bi元素在基体中会形成间隙固溶和弥散固溶，导致晶格畸变，晶粒细化。同时，Bi加入还会在β-Sn的基体上形成SnBi金属间化合物，这些因素造成了焊料强度硬度的提高。Sb的加入同样会导致弥散强化和第二相强化，提高焊料的强度和硬度。这四种元素在焊料中对强度和硬度的作用较大，也容易导致焊料在高低温冲击的过程中产生裂纹。

特别注意的是，Ce的加入能够细化晶粒，使金属间化合物的分布均匀，同时能够在金属间化合物的边界聚集，抑制金属间化合物长大，改善初生相的形貌，提高强度的同时改善其塑性。跟没有添加Ce的焊料相比，β相树枝晶更加细小，网状共晶组织连贯一致，没有出现大的块状Cu₆Sn₅和Ag₃Sn金属间化合物，这主要是由于Ce在β锡中的溶解度很低，Ce更倾向于和Sn一起形成金属间化合物，这种Sn-Ce金属间化合物扮演一个异质形核点，有利于金属间化合物形核，导致金属间化合物细小，均匀一致。此外，Ce是一种表面活性元素，容易在晶界处聚集，产生钉扎效应，阻止晶粒生长。稀土Ce细化组织的机理，主要是由于合金中加入一定量的稀土Ce后，受凝固时扩散动力学条件限制而聚集在固液界面前沿，增大了合金的成分过冷而使分枝过程加剧，导致结晶方式发生了变化。原来的平面生长方式变成包状树枝晶生长，并且可以使枝晶的生长更发达，二次枝晶增多，最终使枝晶间距减小，晶粒细化。

综上分析可知，本发明的一种Sn-Ag-Cu-Ce高可靠性无铅焊料，按质量百分比由以下组分组成：Ag为3.6％～3.8％，Ce为0.08％～0.1％，Cu为0.5％～0.9％，Sn为87.6％～90.5％，Sb为1.5％～3.5％，Ni为0.2％～0.4％，Bi为3％～4％，In为0.1％～0.2％，不仅大大改善了无铅焊料的力学性能，同时提高了无铅焊料焊接服役过程中的可靠性。

除非另有说明，本发明以上的各百分比数值均为质量百分比。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims

1.一种Sn-Ag-Cu-Ce高可靠性无铅焊料，其特征在于，按质量百分比由以下组分组成：Ag为3.6％～3.8％，Ce为0.08％～0.1％，Cu为0.5％～0.9％，Sn为87.6％～90.5％，Sb为1.5％～3.5％，Ni为0.2％～0.4％，Bi为3％～4％，In为0.1％～0.2％；所述Ag、Cu、Ce分别以SnAg3、SnCu10、SnCe1.8为原材料的方式添加，不足的Ag以纯度>99.9％Ag添加；所述Sb、In、Bi的添加方式分别为纯度>99.9％Sb、纯度>99.9％In、纯度>99.9％Bi，Ni的添加方式为SnNi4；将SnAg3，SnCu10，SnCe1.8、Ag、Sb、SnNi4、Bi、In原料加入钛合金无铅熔锡炉中加热至350℃熔炼，熔炼完成后，搅拌合金液5min，然后进行雾化，雾化室温度为50±10℃，雾化完成后进行流化分级，分级频率为50±20Hz；最后将流化分级后的合金粉进行筛分，筛分的参数为15Hz～45Hz，得到无铅焊料粉；所述Sn-Ag-Cu-Ce高可靠性无铅焊料的抗拉强度在81.20MPa～98.10MPa之间，硬度在23.6HB～26.6HB之间。