專利名稱：一種低銀無鉛焊料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種焊料，特別是一種無鉛焊料。
背景技術(shù)：
目前，普遍使用Sn-Ag-Cu系無鉛焊料代替含鉛焊料，其用戶反應(yīng)良好，但是它的含銀量高達3％～4％，銀成本占總成本的一半以上。另外Sn-Ag-Cu系無鉛焊料的焊接溫度高于含鉛焊料30～50℃，原來使用含鉛焊料的應(yīng)用廠家必須對焊接設(shè)備進行改造，甚至重新購置無嵌回流焊和無鉛波峰焊設(shè)備，調(diào)整焊接工藝參數(shù)，增加了企業(yè)的改造成本。另一種常用于混合電路與電子組裝工業(yè)的Sn/Ag系無鉛焊料，因焊料的不同區(qū)有著不同的冷卻速率以致于其存在容易產(chǎn)生銀相變問題，從而造成可靠性降低。此外上述的兩種焊料的濕潤性也較差。
Sn-Zn系無鉛焊料由于其熔點接近Sn-Pb系焊料，具有較高的機械強度、可兼容現(xiàn)有的工藝設(shè)備、Zn資源豐富、價格低廉等優(yōu)點，是無鉛焊料研究中的熱點之一。但是Sn-Zn無鉛焊料在應(yīng)用上尚存在較多問題，一般由于該系列焊料中的Zn元素反應(yīng)活性較大，易發(fā)生選擇性氧化，從而導(dǎo)致Sn-Zn無鉛焊料容易氧化、耐腐蝕性交叉以及焊膏不易保存；二是該系列焊料抗氧化性較差和合金本身原因，它的潤濕性相對較低，應(yīng)用受到限制；三是Sn-Zn無鉛焊料焊接工藝性和接頭外觀不如Sn-Pb焊料，從目前的專利文獻看，Sn-Zn無鉛焊料的研究主要集中在添加合金元素和性能的簡單測試上，而在材料的物理結(jié)構(gòu)和長期服役性能測試方面作的研究較少，另外，與焊料相關(guān)的助焊劑、焊接設(shè)備發(fā)展緩慢，因此，其真正能應(yīng)用于生產(chǎn)還需進一步完善。
Sn-Cu系無鉛焊料由于其成份簡單，成本低而受到關(guān)注，但由于該焊料熔點過高使其應(yīng)用受到限制。
Sn-Bi-Cu系無鉛焊料雖熔點低于傳統(tǒng)Sn-Pb焊料，但由于其成本高，成型性能差使其應(yīng)用受到限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種低銀無鉛焊料。該焊料具有低銀、焊接溫度較低、不含鋅、焊接可靠性高、濕潤性較好、制作成本和使用成本低的特點。
本發(fā)明的技術(shù)方案制作低銀無鉛焊料，該焊料包含以下重量配比的原料，用量為重量份；錫94～98份，銅0.1～1.5份，鉍1～5份， 鎳0.01～0.5份，銀0.01～0.05份。
上述的低銀無鉛焊料中，還包含有稀土0.01～0.2份。
上述的低銀無鉛焊料中，所述的稀土最好是混合稀土Re。
前述的低銀無鉛焊料可用常規(guī)的焊料制備工藝制作。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的是一種低銀無鉛焊料。其特點是銀的用量大幅減小，用量不到其它無鉛焊料銀用量的1％，可節(jié)約大量的稀貴金屬，降低制作成本。另外本發(fā)明不用鋅作為原料，使得焊料具有很高的抗氧化性和抗腐蝕性。再就是本發(fā)明熔點為215～218℃，具有較窄的固液兩相區(qū)并且在高于熔點約10度時就具有較好的流動性，這使得本發(fā)明有良好的潤濕性和焊接好后的機械可靠性，而且實際焊接溫度與含鉛焊料焊接溫度相比變化不大，企業(yè)如果使用本發(fā)明作為含鉛焊料的替代品，無須更改原焊接工藝及設(shè)備，可大幅降低企業(yè)的設(shè)備改造成本。通過無鉛測試和認證，本發(fā)明鉛含量為104.2ppm，遠小于最高限度要求的＜1000ppm的要求。
本發(fā)明的性能測試結(jié)果見表1，表1

本發(fā)明與幾種典型無鉛焊料性能對比見表2，表2

本發(fā)明無鉛測試和認證結(jié)果見表3，表3

各系列無鉛焊料與錫鉛焊料的成本對比結(jié)果見表4，表4

具體實施方式
實施例1。將錫96kg、銅0.5kg、鉍3kg、鎳0.49kg、銀0.01kg，按常規(guī)的焊料制備工藝制作即得成品。(注意審查一下配方的合理性)成品可以經(jīng)過澆鑄加工成錠和條。錠可以經(jīng)過軋制加工成片。條可以經(jīng)過拉絲加工成絲。成品還可以經(jīng)過霧化，然后配置加工成膏。
實施例2。將錫98kg、銅0.5kg、鉍1kg、鎳0.47kg、銀0.01kg、市售的混合稀土Re0.02kg，按常規(guī)的焊料制備工藝制作即得成品。此焊料的焊接強度和韌性要好于實施例1。
成品可以經(jīng)過澆鑄加工成錠和條。錠可以經(jīng)過軋制加工成片。條可以經(jīng)過拉絲加工成絲。成品還可以經(jīng)過霧化，然后配置加工成膏。
權(quán)利要求
1.一種低銀無鉛焊料，其特征在于，該焊料包含以下重量配比的原料，用量為重量份；錫94～98份，銅0.1～1.5份，鉍1～5份， 鎳0.01～0.5份，銀0.01～0.05份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低銀無鉛焊料，其特征在于，該焊料還包含有稀土0.01～0.2份。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低銀無鉛焊料，其特征在于，該稀土是混合稀土Re。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種低銀無鉛焊料。該焊料是由下述重量份的原料制成，錫94～98份、銅0.1～1.5份、鉍1～5份、鎳0.01～0.5份、銀0.01～0.05份、還有稀土0.01～0.2份。其特點是銀的用量大幅減小，可節(jié)約大量的稀貴金屬，降低制作成本。另外該焊料不用鋅作為原料，使得其具有很高的抗氧化性和抗腐蝕性。再就是該焊料具有良好的潤濕性和焊接好后的機械可靠性。企業(yè)如果使用該焊料作為含鉛焊料的替代品，無須更改原焊接工藝及設(shè)備，可大幅降低企業(yè)的設(shè)備改造成本。經(jīng)無鉛測試和認證，本發(fā)明鉛含量遠小于最高限度要求。
文檔編號B23K35/26GK101036962SQ20071020041
公開日2007年9月19日 申請日期2007年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月6日
發(fā)明者趙偉毅, 吳學慶, 陳國興, 宋浩波, 王忠平, 陸前吟 申請人:貴州名宇新材料有限公司