CN114206542A - SnZn焊料及其制造方法 - Google Patents

SnZn焊料及其制造方法 Download PDF

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松井正五
锦织润
森尚久
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Gang Tianshouhong
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Abstract

本发明涉及SnZn焊料及SnZn焊料的制造方法,该SnZn焊料为于Sn与Zn的合金的母材混入合计1至1.5wt%以下的包含P、In、Bi、Sb之中一种以上的主材,并且予以熔融、合金化而成的SnZn焊料。本发明的目的在于提供一种廉价的焊料,对于太阳能电池基板等的电极极为强固,可多次承受高温、低温反复测试,且即便混入其它成分,熔融温度也大致相同或更低。

Description

SnZn焊料及其制造方法
技术领域
本发明涉及使用于太阳能电池基板、液晶基板等的SnZn焊料及其制造方法。
背景技术
以往,由于锡铅焊料强度较强且廉价等理由,而大量运用于对于太阳能电池基板及液晶基板等的电极的导线的焊接。
另外,电极为铝等的情况时,由于无法获得充分的焊接强度,故涂覆银膏并进行烧结,而于其上以锡铅焊料来焊接导线。
另外,最近由于公害等观点,无铅焊料的需求逐渐提高。
发明内容
[发明所要解决的技术问题]
熟知的无铅焊料相比于锡铅焊料,存在有强度相对于需求强度稍有不足,或价格较高而无法替代使用等的问题点。
[用于解决技术问题的手段]
本申请发明人针对属于无铅焊料的一种的由Sn与Zn的合金构成的SnZn焊料,发现混入合计1至1.5wt%以下的微量的P、In、Bi、Sb等主材并且予以熔融、合金化,且依据需求而混入微量的Al、Si、Ag、Cu、Ni等副材并且予以熔融、合金化而成的SnZn焊料,对于太阳能电池基板等的电极极为强固,能够多次承受高温、低温反复测试,且即便混入其它成分,SnZn焊料的熔融温度也大致相同或更低。
因此,本发明的一种SnZn焊料,由Sn与Zn的合金构成,其中,于属于Sn及Zn的合金的母材混入合计1至1.5wt%以下的包含P、In、Bi、Sb之中一种以上的主材,并且予以熔融、合金化而成。
此时,熔融、合金化后的SnZn焊料的熔融温度与母材的熔融温度相同或更低。
另外,主材在Sn与Zn的合金的骨架内合金化。
另外,依据需求,于母材混入5wt%以下的Al、Si、Cu、Ag、Ni之中一种以上或含有Al、Si、Cu、Ag、Ni之中一种以上的玻璃的副材,并且予以熔融、合金化而成。
另外,就主材及副材而言,将主材与副材的合金混入母材,并且予以熔融、合金化。
另外,就主材与副材的合金而言,采用Cu与P的合金。
另外,将母材、主材、副材同时或分多次混合,并且予以熔融、合金化。
另外,SnZn焊料用于对太阳能电池基板、液晶基板的电极焊接导线。
另外,于制作出的SnZn焊料中,混入3wt%以下0.05wt%以上的氯化铵水合物的粉末或含有氯化铵水合物的粉末,以在焊接加热时分解而改善对于被焊接对象物的焊接密接度。
[发明的功效]
如上所述,本发明于属于Sn及Zn的合金的母材混入合计1至1.5wt%以下微量的包含P、In、Bi、Sb等之中一种以上的主材,并且依据需求,混入微量的Al、Si、Cu、Ag、Ni等之中一种以上或含有Al、Si、Cu、Ag、Ni之中一种以上的玻璃的副材,并且予以熔融、合金化,据此成为对于太阳能电池基板等的电极极为强固且能够多次承受高温、低温反复测试的焊料,并且,即便混入其它成分,SnZn焊料的熔融温度也大致相同或更低,更能够低价地制造。
另外,熔融、合金化后的SnZn焊料的熔融温度与母材的熔融温度相同或更低,而可消除因混入造成的熔融温度的上升。
另外,主材在Sn与Zn的合金的骨架内合金化,而可消除非期望地析出的缺陷。
另外,通过混入Al、Si、Cu、Ag、Ni等之中一种以上或含有Al、Si、Cu、Ag、Ni之中一种以上的玻璃,并且予以熔融、合金化而制造SnZn焊料,可改善对于焊接对象的接触电位等电气特性。
另外,通过混入主材与副材的合金并且予以熔融、合金化来制造SnZn焊料,可谋求主材的稳定化,成为能够多次承受高温、低温反复测试的焊料。
另外,于所制作出的SnZn焊料混入3wt%以下0.05wt%以上的氯化铵水合物的粉末或含有氯化铵水合物的粉末,可在焊接加热时分解而改善对于被焊接对象物的焊接密接度。
具体实施方式
图1是本发明的焊料制造说明图。
图1的(a)部分显示流程图,图1的(b)部分显示材料例。
图1的(a)部分中,步骤S1是制备母材、主材、副材。步骤S1是制备图1的(b)部分的材料例所示的下述材料。
·母材:Sn91 Zn9
·主材:P、In、Bi、Sb
·副材:Al、Si、Cu、Ag、Ni
于此,母材为形成本发明的SnZn焊料的SnZn合金的基本材料(母材),在此采用Sn为91wt%,Zn为9wt%作为试作料。Sn、Zn的重量比在可制作合金的范围内可任意设定,例如Zn可为1至15wt%,而其余的为Sn(可依照熔融温度等进行实验而适当地选择设定比例)。
另外,主材在进行焊接时对于被焊接对象的表面的氧化膜去除、密接性、湿润性、流动性、黏性等焊接的性质造成影响的材料,本发明中,将主材的总量设为1至1.5wt%以下。于此,主材混合P(被焊接对象的氧化膜去除、密接性)、In(湿润性、流动性)、Bi(密接性)、Sb(密接性)的一种以上并予以熔融、合金化的对象材料。另外,因主材为总量1至1.5wt%的微量,故将主材混合于母材并予以熔融、合金化后的SnZn焊料的熔融温度相比于母材的熔融温度为相同或略低(例如降低1至5℃左右)。对此推测主材的总量相对于母材为1至1.5wt%以下的微量而进入母材的骨架内并重新建构骨架所致。
另外,副材为更进一步添加于母材与主材的材料,用以使被焊接对象(太阳能电池基板、液晶基板等半导体基板、烧制铝膜、铜电极等)的电气特性(接触电位差、接触电阻、太阳能电池的I-V特性等)、密接性等变得良好,于此为Al(相对于烧制铝膜的材料)、Si(相对于硅基板的材料)、Cu(相对于铜电极的材料)、Ag(相对于全部情形的材料)、Ni(相对于在硅基板镀覆有微量Ni时的材料)等材料。就副材而言,除了金属以外,也可通过将含有金属的玻璃混合、熔融、合金化来进行添加(玻璃中所含有的氧等气体成分于熔融、合金化时放出外部等)。
步骤S2是对母材混合主材、副材。步骤S2是于步骤S1制备的母材中混合主材、副材。
步骤S3是使母材、主材、副材熔融而合金化。步骤S3是将步骤S2中于母材混合主材、副材而加热熔融,且充分搅拌而使其合金化。此时,主材、副材因空气中的氧而氧化导致难以合金化等情形时,可依需求将非活性气体(例如氮气)吹入坩埚内,或进一步使用充满非活性气体的熔融炉、真空熔炉等。
步骤S4完成焊料材料(ABS-S)。
如以上所述,制备母材、主材、副材且将这些混合并予以熔融、合金化,据此可制造本发明的SnZn焊料(ABS-S)。以下依次详细说明。
图2是显示本发明的材料制造装置的说明图。
图2中,焊料材料1为已说明的图1的步骤S1所制备的母材、主材、副材,副材为金属、玻璃等的破片(粗略粉碎而成的破片)。
焊料材料投入皿2是盛装焊料材料以投入熔融炉3的焊料材料投入皿。
熔融炉3通过加热器4进行加热,将焊料材料1投入于内部时,用以将母材、主材、副材熔融,并进行搅拌而使其合金化。熔融炉3通常是在大气中将投入于内部的母材、主材、副材熔融并进行搅拌而使其合金化。此时,依据需求而吹进非活性气体(氮气等)而减低因空气中的氧导致的氧化,另外,依据需求而密封并充满非活性气体(或真空排气)。
如以上所述,将图1的步骤S1中备制的母材、主材、副材混合,以熔融炉3熔融并进行搅拌而使其合金化,可制造本发明的SnZn焊料。
图3是显示本发明的导线的焊接说明图。
图3的(a)部分显示流程图,图3的(b)部分显示基板/导线例。
图3的(a)部分中,步骤S11以超声波将焊料对基板图案进行预焊接。步骤S11例如于太阳能电池基板的电极,对于要开始进行焊接的部分(图案),将本发明的SnZn焊料(图1的步骤S4所制造的SnZn焊料)供给至超声波烙铁的烙铁前端并使其熔融且施加超声波,对于基板上的该图案部分预先进行焊接(称为超声波预焊接)。
步骤S12对导线等进行超声波焊接或无超声波焊接。步骤S12使导线靠接于步骤S11中例如对太阳能电池基板的电极上进行过超声波预焊接的部分(图案),并从其上施加超声波或不施加超声波,同时使本发明的SnZn焊料熔融而焊接导线。另外,若将SnZn焊料预焊于导线时,则无需供给焊料。
如上所述,由于难以对于焊接对象的部分(例如太阳能电池基板的电池部分)进行通常的焊接,故使用超声波进行本发明的SnZn焊料的预焊接(步骤S11),并于进行过预焊接的部分(图案)之上使用本发明的SnZn焊料对导线进行超声波焊接或进行无超声波焊接(步骤S12),据此,对以往无法进行焊接的太阳能电池基板的电极部分,可进行超声波预焊接,并在其上对导线进行超声波焊接或无超声波焊接。
另外,超声波焊接以10W以下进行,通常进行2至3W的超声波焊接。若过强则会损坏形成于太阳能电池基板上的膜(例如氮化膜)、基板表面的结晶等,故不进行过强的超声波焊接。
图3的(b)部分显示基板/导线例。
图3的(b)部分中,基板为Al、Si基板、玻璃基板等,且为通常的焊接极难以进行焊接的基板的例子。对于成为这些基板的电极的部分(图案),将本发明的SnZn焊料超声波预焊接。然后,对此进行过预焊接的部分(图案),将导线超声波焊接或无超声波焊接,据此,可将导线焊接于基板。
另外,导线为使用本发明的SnZn焊料而焊接于基板上的电极的部分(图案)的导线成,且为金属线(于圆形的铜线镀覆本发明的SnZn焊料而成的金属线,稍微压成椭圆则容易进行焊接)、带片(对于将铜的薄板切成1mm左右的宽度而成的带片预先镀覆本发明的SnZn焊料)等。
图4是本发明的焊接说明图。
图4的(a)部分显示预焊接例,图4的(b)部分显示带片或金属线的焊接例。
图4的(a)部分中,硅基板11本例中为太阳能电池基板的例子,且为于该硅基板11的例如背面的整面形成铝烧结膜12。
铝烧结膜12是于属于太阳能电池基板的图示的硅基板11的背面的整面涂覆铝膏(或者,以网版印刷成既定的图案)并进行烧结而形成的电极(铝烧结膜)。
超声波烙铁前端13从未图示的超声波产生器施加超声波并同时加热。
焊料(ABS-S)14为本发明的SnZn焊料(图1的步骤S4所制造的SnZn焊料)。
接着,说明焊接动作。
(1)将硅基板11搬送至预加热台上并真空吸附固定,进行预加热(例如预加热至180℃左右)。
(2)对于要形成在铝烧结膜12上的电极的图案(长条状的图案),从起点朝向终点,将焊料14自动供给至图示的超声波烙铁前端13并使其熔融且同时施加超声波,并在不会刮擦该铝烧结膜12上的程度而接近的状态下,以一定速度移动,从而在铝烧结膜12上形成长条状的预焊接图案。
如上所述,可将本发明的SnZn焊料14在铝烧结膜12上焊接成既定图案的预焊接图案。
图4的(b)部分显示带片或金属线的焊接例。
图4的(b)部分中,可施加超声波的烙铁前端13-1从未图示的超声波产生器施加超声波并同时加热,或不施加超声波而加热。
附焊料的带片或金属线15为于带片或金属线预焊本发明的SnZn焊料而成。另外,若使金属线15稍变形成椭圆,则焊接性良好。
接着,说明带片或金属线对于预焊接图案部分的焊接动作。
(1)与图4的(a)部分同样地,对硅基板11预加热。
(2)对于将附焊料的带片或金属线14沿着形成于硅基板11上(背面)的铝烧结膜12的部分的预焊接图案部分配置的附焊料的带片或金属线15,从上方以可施加超声波或无超声波的烙铁前端13-1轻轻按压并同时使其往图示的右方以一定速度移动,将附焊料的带片或金属线15的焊料熔融而焊接于预焊接图案部分。
如以上所述,可将预焊接有本发明的SnZn焊料的带片或金属线15焊接于铝烧结膜12上的预焊接图案的部分。
另外,本发明的超声波焊接、无超声波焊接的优劣的判定,是将带片或金属线对焊接对象部分进行超声波焊接或无超声波焊接之后,以比基板等会裂开的力稍弱的力拉扯带片或金属线,不会从基板剥落时判定为优良,会从基板剥落时判定为不良。
图5是显示本发明的焊料的组成例(ABS-S)。
图5中,母材、主材、副材为图1所说明的母材、主材、副材的区别。
组成例为母材、主材、副材的组成例。
wt%例为母材、主材、副材的组成的wt%的例子。
wt%范围为母材、主材、副材的组成的wt%的范围例。
组成、wt%例、wt%范围成为如图5所图示的下述内容。
Figure BDA0003436121020000071
于此,就组成例而言,试作中,母材是使用图示的Sn 91wt%、Zn 9wt%。另外,组成范围若为能够制作SnZn的范围且稳定即可,例如可为Zn 1至15wt%,而其余为Sn,所制作出的SnZn母材的熔融温度等,经实测以实验决定即可。
就主材而言,虽有P、In、Bi、Sb等,但P在试作中是使用P(红磷)与CuP8合金(P为8wt%,其余为Cu的合金,P的wt%为CuP8的8%的磷化铜)。另外,添加约0.1wt%的P(P饱和状态)的情形以及以CuP8中的P为主材而添加的情形时,需较多地添加为约0.16wt%(P饱和状态)。P的情形在约0.1wt%(或CuP8的情形为约P=0.16wt%)时饱和,若更进一步添加则成为过饱和,会使SnZn焊料的黏性非期望地大幅增加。因此,为了通常使用的流动性、湿润性的确保,较优选为P的饱和以下的添加。P也可为非常微量(约0.001wt%左右的微量)。另外,P的饱和、过饱和也可依据用途而适当使用。同样地,其它的主材也有此种倾向,因此,可因应需求而在实验中决定最优选的添加量。
另外,主材的总量较优选为1至1.5wt%以下。将该主材的总量1至1.5wt%混合至母材(Sn 91wt%、Zn 9wt%)并予以熔融、合金化而成的本发明的SnZn焊料,实际测量出的熔融温度相比于母材的熔融温度为相同或降低1至5℃。对此推测主材的总量1至1.5wt%以下进入母材(SnZn合金)的骨架内部而重新建构骨架,结果致使熔融温度相同或降低。另外,在坩埚内混合、熔融、合金化时显现出网目状的骨架,并观察到将其搅拌而使整体熔解使其熔融时会成为一致的合金,据此也可推测其原因。
另外,由于太阳能电池基板、液晶基板等为硅,且在硅上存在有铝烧结膜等,故副材考虑Si、Al以及Cu(铜线、铜图案等)、Ag(烧结电极)、Ni(对于硅的表面的镍镀覆)等而添加,且为用以改善电气特性(接触电位差、接触电阻、太阳能电池的I-V特性等)、接合强度等。
图6是显示本发明的焊料的试作例。图中显示多数试作的焊料中能够用于已说明的图4的焊接的例子。无法使用的焊料省略图示。
图6中,本发明的SnZn焊料(图1的步骤S4所制造的SnZn焊料)的母材是使用Sn91wt%、Zn 9wt%。
副材是使用Al、Si(其它省略)。
主材的In、Bi、P(红磷)是使用金属材料。CuP8是使用P为8wt%其余为Cu的磷化铜。另外,如上所述,使用CuP8时,其中的P的添加量未相当于0.16wt%就不会饱和(P(红磷)则于0.1wt%时饱和)。
试样No为试作出的试样的编号。
关于以上的试样No,进行已说明的图5的超声波焊接及无超声波焊接,并仅记载良好焊料。无法进行焊接的焊料则省略记载。
图7是显示本发明的焊料的TC测试说明图。于此,TC测试使用已说明的图6的试样No“A-14”。
图7的(a)部分为示意显示ABS-S焊料(A-14)的TC测试例。至目前为止TC测试已超过1000小时(并持续进行中)。
图7的(b)部分显示试样照片的例子。如图所示,使用A-14将铜线焊接至铝板、硅面、铝面(超声波焊接,或施加刮痕并焊接)。
图7的(c)部分显示TC测试的温度条件。于此,如图所示,以下述条件实施TC测试。
·最大温度为87.5℃
·最小温度为-24.4℃
·最大湿度98.3%
·最小湿度1.6%
图7的(d)部分显示测试环境与结果的例子。于此,如图所示,
(1)试验期间为2019年5月1日至6月12日(1000小时)
(2)以焊料A-14将铜线接合于铝板、硅板、铝面
(3)高温条件为:于高温炉80℃时放入。于试样放入后再升温。
(4)低温条件为:于冷冻库-20℃时放入。
(5)交换为:不将试样置于常温而立即替换。
测试结果焊料未崩毁而无问题。
由以上测试条件实施1000小时的TC测试的结果,关于试样No“A-14”,获得测试合格的结果。
图8是显示本发明的焊料(A-14)的TC测试例。
图8中,横轴表示经过时间(h)。纵轴表示温度(℃)/湿度(%),图中上部的曲线表示湿度,下部的曲线表示温度。
图8中,图中下部的温度曲线:
·高温(最大温度)为图7的(c)部分所载的87.6℃
·低温(最小温度)为图7的(c)部分所载的-24.4℃
,且显示经过1000小时的记录。
图8中,图中上部的湿度曲线:
·最大湿度为图7的(c)部分所载的98.3%
·最小湿度为图7的(c)部分所载的1.6%
,且显示经过1000小时的记录。
图9是显示本发明的超声波(刮擦)/膏状物例。于此,图9中:
·“膏状物/超声波(刮擦)”为使用本发明的SnZn焊料焊接至焊接对象物时,区别“超声波焊接”,“无超声波并以烙铁刮擦焊接对象物”,“使用膏状物的氯化铵(NH4Cl)水合物(3wt%以下,0.05wt%以上)”,“使用膏状物的氯化铵无水合物(3wt%以下,0.05wt%以上)”,以及“使用膏状物的树脂(松脂)(3wt%以下,0.05wt%以上)”。
·焊接对象物为使用本发明的SnZn焊料进行焊接的对象的材料,区别为Si(晶圆,约0.2mm厚)、烧结于晶圆上的Al烧结膜、Cu(0.1mm厚板)、Al(0.1mm厚板)、不锈钢(0.1mm厚板)。
·◎表示本发明的SnZn焊料对于焊接对象密接优良(焊接0.4mmφ的镀锡线后拉扯时,若达硅晶圆断裂的力(拉伸强度),判定为密接优良)。
·○表示本发明的SnZn焊料对于焊接对象密接良好(焊接0.4mmφ的镀锡线后拉扯时,若达硅晶圆断裂的力或稍弱的力(拉伸强度),判定为密接良好)。
·△表示本发明的SnZn焊料对于焊接对象密接弱(焊接0.4mmφ的镀锡线后拉扯时,立即剥离的状态)。
·╳表示本发明的SnZn焊料对于焊接对象密接不良。
依据上述图9的实验可知,“超声波焊接”及“无超声波并以烙铁刮擦焊接对象物”的情形时,对于Si晶圆、Al烧结膜、Cu、Al、不锈钢可得到充分的焊接强度。
另外,使用氯化铵水合物(3wt%以下,0.05wt%以上)时,对于Cu、Al可得到充分的焊接强度。
另外,使用树脂(松脂)(3wt%以下,0.05wt%以上)时,对于Cu可得到充分的焊接强度。
另外,用于实验的混入粉末的本发明的SnZn焊料为:于粗棒状的焊料的中心开孔(约1-3mm左右),或切出缺口等,于此孔的内部或缺口的内部等填入既定量的粉末(例如氯化铵水合物或树脂等粉末),通过轧压(付沟)辊反复多次依次拉伸成细棒状,最后加工成约1mmφ左右或一边为1mm左右的角柱形的线状焊料。该线状焊料的剖面的中心附近可观察到所述填入(混入)的粉末。然后,使烙铁接触于焊接对象(例如Cu板等,依需求裁置于预加热台(例如180℃))并进行加热而使该线状焊料熔融,将混入该线状焊料的粉末(例如氯化铵水合物的粉末)分解而尝试大幅改善对于焊接对象的部分的密接性(例如,为Cu板的情形大幅改善了密接性。参阅图9)。
附图说明
图1是本发明的焊料制造说明图。
图2是本发明的焊料材料制造装置的说明图。
图3是本发明的导线的焊接说明图。
图4是本发明的焊接说明图。
图5是本发明的焊料的组成例(ABS-S)。
图6是本发明的焊料的试作例。
图7是本发明的焊料的TC测试说明图。
图8是本发明的焊料(A-14)的TC测试例。
图9是本发明的超声波(刮擦)/膏状物例。
附图标记说明
1 焊料材料
2 焊料材料投入皿
3 熔融炉
4 加热器
11 硅基板
12 铝烧结膜
13 超声波烙铁前端
13-1 烙铁前端
14 焊料
15 带片、金属线。

Claims (17)

1.一种SnZn焊料,由Sn与Zn的合金构成,其中,于属于Sn与Zn的合金的母材混入合计1至1.5wt%以下的包含P、In、Bi、Sb之中一种以上的主材,并且予以熔融、合金化而成。
2.根据权利要求1所述的SnZn焊料,其中,所述熔融、合金化后的SnZn焊料的熔融温度与所述母材的熔融温度相同或更低。
3.根据权利要求1或2所述的SnZn焊料,其中,所述主材在Sn与Zn的合金的骨架内合金化。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的SnZn焊料,其中,依据需求,于所述母材混入5wt%以下的Al、Si、Cu、Ag、Ni之中一种以上或含有Al、Si、Cu、Ag、Ni之中一种以上的玻璃的副材,并且予以熔融、合金化而成。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的SnZn焊料,其中,就所述主材及所述副材而言,将该主材与该副材的合金混入所述母材,并且予以熔融、合金化。
6.根据权利要求5所述的SnZn焊料,其中,就所述主材与所述副材的合金而言,采用Cu与P的合金。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的SnZn焊料,其中,将所述母材、主材、副材同时或分多次混合,并且予以熔融、合金化。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的SnZn焊料,用于对太阳能电池基板、液晶基板的电极焊接导线。
9.一种SnZn焊料,于权利要求1至8中任一项所述的SnZn焊料中,混入3wt%以下0.05wt%以上的氯化铵水合物的粉末或含有氯化铵水合物的粉末,以在焊接加热时分解而改善对于被焊接对象物的焊接密接度。
10.一种SnZn焊料的制造方法,制造由Sn与Zn的合金构成的SnZn焊料,该制造方法于属于Sn与Zn的合金的母材混入合计1至1.5wt%以下的包含P、In、Bi、Sb之中一种以上的主材,并且予以熔融、合金化而进行制造。
11.根据权利要求10所述的SnZn焊料的制造方法,其中,所述熔融、合金化后的SnZn焊料的熔融温度与所述母材的熔融温度相同或更低。
12.根据权利要求10或11所述的SnZn焊料的制造方法,其中,所述主材在Sn与Zn的合金的骨架内合金化。
13.根据权利要求10至12中任一项所述的SnZn焊料的制造方法,其中,依据需求,于所述母材混入5wt%以下的Al、Si、Cu、Ag、Ni之中一种以上或含有Al、Si、Cu、Ag、Ni之中一种以上的玻璃的副材,并且予以熔融、合金化。
14.根据权利要求10至13中任一项所述的SnZn焊料的制造方法,其中,就所述主材及所述副材而言,将该主材与该副材的合金混入所述母材,并且予以熔融、合金化。
15.根据权利要求14所述的SnZn焊料的制造方法,其中,就所述主材与所述副材的合金而言,采用Cu与P的合金。
16.根据权利要求10至15中任一项所述的SnZn焊料的制造方法,其中,将所述母材、主材、副材同时或分多次混合,并且予以熔融、合金化。
17.一种SnZn焊料的制造方法,于权利要求10至16中任一项所述的SnZn焊料中,混入3wt%以下0.05wt%以上的氯化铵水合物的粉末或含有氯化铵水合物的粉末,以在焊接加热时分解而改善对于被焊接对象物的焊接密接度。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09155587A (ja) * 1995-11-30 1997-06-17 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd 錫−亜鉛系無鉛半田合金
JP2003010996A (ja) * 2001-06-27 2003-01-15 Nippon Filler Metals Co Ltd 鉛フリーソルダペースト
CN101092006A (zh) * 2006-06-21 2007-12-26 北京有色金属研究总院 一种微合金化锡锌共晶合金无铅焊料
CN101780607A (zh) * 2010-03-17 2010-07-21 华南理工大学 一种用于电子封装组装钎焊的无铅钎料及其制备方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0855242B1 (en) * 1995-09-29 2004-07-07 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Lead-free solder
JP3306007B2 (ja) * 1998-06-30 2002-07-24 株式会社東芝 ハンダ材
JP2002361476A (ja) * 2001-06-08 2002-12-18 Showa Denko Kk ハンダ金属、ハンダペースト、ハンダ付け方法、ハンダ付けした回路板、及びハンダ付けした接合物
WO2003061896A1 (fr) * 2002-01-21 2003-07-31 Fujitsu Limited Alliage de brasage et joint brase
JP4337326B2 (ja) * 2002-10-31 2009-09-30 千住金属工業株式会社 鉛フリーはんだおよびはんだ付け物品
CN100494436C (zh) * 2005-08-02 2009-06-03 马莒生 一种低熔点无铅焊料合金
CN100462183C (zh) * 2006-04-30 2009-02-18 东莞市中实焊锡有限公司 无铅抗氧化含稀土SnZn合金焊料及其制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09155587A (ja) * 1995-11-30 1997-06-17 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd 錫−亜鉛系無鉛半田合金
JP2003010996A (ja) * 2001-06-27 2003-01-15 Nippon Filler Metals Co Ltd 鉛フリーソルダペースト
CN101092006A (zh) * 2006-06-21 2007-12-26 北京有色金属研究总院 一种微合金化锡锌共晶合金无铅焊料
CN101780607A (zh) * 2010-03-17 2010-07-21 华南理工大学 一种用于电子封装组装钎焊的无铅钎料及其制备方法

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