CN1799756A - 一种新型Sn－Co－Cu三元系无铅焊料 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种新型Sn－Co－Cu三元系无铅焊料及其制备方法和用途。属无铅焊料技术领域。本发明是一种新型Sn－Co－Cu三元系无铅焊料，其成分为：Sn 98.9％，Co 0.37％、Cu 0.68％；此系三元共晶成分，其共熔点为224.4℃。该无铅焊料采用传统常规的工艺方法即雾化冷凝造粒工艺方法制备成粒径为15～75um的焊料颗粒。本发明Sn－Co－Cu三元系无铅焊料可用于电子、电路的连接，特别是用于电子产品印刷电路板的板级封装。
Description
技术领域
本发明涉及一种新型Sn-Co-Cu三元系无铅焊料及其制备方法和用途，属无铅焊料技术领域。
背景技术
目前电子工业界广泛采用的含铅焊料，例如Sn-Pb二元共晶焊料、含铅5％的锡焊料，由于铅及其化合物是有毒的，从环境保护观点出发，含铅的焊料已逐渐被禁止使用。国际上，欧盟早在1998年颁布了指导性草案WEEE Directive，提出了在2004年1月后禁止使用铅金属。2000年又颁布了WEEE Directive新草案，将禁止使用铅的日期改至2008年1月。
随着目前无铅焊料在电子制造和应用方面的深入，在电子封装领域、无铅焊料也将进一步地取代锡铅焊料。以Sn-Ag、Sn-Cu、Sn-Bi、Sn-In、Sn-Zn合金以及Sn-Sb三元或四元体系为基础的无铅焊料，已经被广泛应用。为了增加焊料的浸润性、机械强度、热稳定性，需要在焊料中添加一些微量元素，由于Bi和Sb有毒性，Zn易氧化，In的矿储量不足，不能作为无铅焊料的主要成分。目前来说，Sn-Ag-Cu和Sn-Cu合金体系为无铅焊料的主要成分；Sn-Ag-Cu的熔点为217℃，Sn-Cu的熔点为227℃。无铅焊料的成本较传统的锡铅焊料高，无铅焊料中Ag的价格尤为昂贵，Cu的价格也要比铅贵2倍。尽管Sn-Ag-Cu无铅焊料中Ag占有的重量比例仅为3.0～4.0％，但仅Ag的自身价值就占据了焊料总值的60％左右。Ag的交易价格一直持续上涨，2005年前十个月的均价已较2000年上涨了50％。因此，开发一种价格较Sn-Ag-Cu系焊料低、熔点较Sn-Cu系焊料低的新型焊料是当务之急，也是具有很大工业经济价值的。
发明内容
本发明的目的是提供一种新型Sn-Co-Cu三元系无铅焊料及其制备方法。
本发明为一种新型Sn-Co-Cu三元系无铅焊料，其特征在于具有如下的重量百分比组成：Sn 98.95％，Cu 0.68％，Co 0.37％；此系三元共晶成分，其共熔点为224.4℃。
该新型Sn-Co-Cu三元系无铅焊料的制备方法，其特征是采用传统常规的工艺方法，即采用雾化冷凝造粒工艺方法制备成粒径为15～75um的焊料颗粒。
上述新型Sn-Co-Cu三元系无铅焊料的用途为用于电子、电路的连接，特别是用于电子产品印刷电路板的板级封装。
本发明新型Sn-Co-Cu三元系无铅焊料所采用的成分其重量百分组成是根据其三元共晶相图确定而得的。该三元系共晶相图(见图1)为Sn-Co-Cu合金的三元共晶相图，图上的三根线的交点为Sn-Co-Cu三元共晶成分的组成，即其重量百分组成为：Sn 98.95％、Co 0.37％、Cu 0.68％；该点即为三元共晶合金的最低共熔点224.4℃。
据检测，该三元共晶合金中，至少有两种金属间化合物散布在β-Sn中，其中一种金属间化合物含有铜和锡，另一种金属间化合物含有钴和锡。
本发明的优点是：由于元素Co无毒性，且储量大，价格相对较低，三元共晶Sn-Co-Cu成分的无铅焊料比二元共晶Sn-Cu焊料的熔点要低。所以本发明的Sn-Co-Cu三元系无铅焊料可成为目前Sn-Ag-Cu系焊料的替代品。
附图说明
图1为本发明Sn-Co-Cu合金的三元共晶相图。
具体实施方式
现将本实施例具体叙述于后。
实施例1
根据三元共晶相图上的最低共熔点，确定三元共晶成分的组成为(重量％)：Sn98.95％、Co 0.37％、Cu 0.68％。首先按上述配方进行配料。然后采用传统常规的工艺方法，即采用雾化冷凝造粒工艺方法制备成平均粒径为50～65um的焊料颗粒。该焊料的熔点温度为224.4℃。
本实施例中制得的焊料颗粒在实际使用时的情况如下：
采用Sn-Co-Cu无铅焊料配制成无铅焊膏，无铅焊膏是由占其总重量88％的焊料颗粒以及占其总重量12％的助焊制和其他添加剂配制而成。
在印刷电路板的铜焊盘上进行焊接试验，铜焊盘材料为An/Ni/Cu，用上述配制成的Sn-Co-Cu焊膏进行焊接试验的结果表明非常平整匀称，质量稳定可靠，可以用于实际的电子产品的板极封装。
Claims (3)
1.一种新型Sn-Co-Cu三元系无铅焊料，其特征在于具有如下的重量百分比组成：Sn 98.95％，Cu 0.68％，Co 0.37％；此系三元共晶成分，其共熔点为224.4℃。
2.如权利要求1的一种新型Sn-Co-Cu三元系无铅焊料的制备方法，其特征是采用传统常规的工艺方法即采用雾化冷凝造粒工艺方法制备成粒径为15～75um的焊料颗粒。
3.如权利要求1或2的一种新型Sn-Co-Cu三元系无铅焊料，其用途为用于电子、电路的连接，特别是用于电子产品印刷电路板的板级封装。
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| CN 200610023285 CN1799756A (zh) | 2006-01-12 | 2006-01-12 | 一种新型Sn－Co－Cu三元系无铅焊料 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102470472A (zh) * | 2009-07-22 | 2012-05-23 | 贺利氏材料工艺有限责任两合公司 | 无铅高温化合物 |
| CN102974953A (zh) * | 2012-12-17 | 2013-03-20 | 南京航空航天大学 | 含Fe和Nd的Sn-Cu-Co无铅钎料 |
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2006
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| CN102470472B (zh) * | 2009-07-22 | 2017-08-25 | 贺利氏材料工艺有限责任两合公司 | 无铅高温化合物 |
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