专利名称：一种无铅焊料的制作方法
一种无铅焊料技术领域：
本发明涉及金属焊接用材料，特別是涉及一种不含铅的无毒，无污染， 综合性能优越的无铅焊料。背景技术：
焊料是金属材料的焊接用材料，焊料的质量将直接决定焊接的质量。传统的焊料是以锡和铅为主要成分的Sn/Pb焊料，因其性能好且价格低廉, 而一直为人们广泛使用。除机械行业，它也是电子产品组装焊接中的主要 焊接材料。然而，正如人们所知，铅及其化合物为有毒物质，当铅以某种方式， 如呼吸，进食，皮肤吸收等进入人体后，将会抑制蛋白质的正常合成功負fe, 危害人体中枢神经，造成精神混乱、呆滞、生殖功能障碍、贫血、高血压 等慢性疾病，且铅对儿童的危害更大，它会影响儿童智商和正常发育。另 一方面，电子工业中大量使用的Sn/Pb合金焊料以及废弃的含铅的蓄电池 以及丢弃的含铅的各种电子产品的PCB板都是造成污染的重要来源。近年来，限制甚至禁止^f吏用有铅焊料的呼声日益强烈，许多国家已开 始限制有铅焊料在某些领域中的应用。然而，由于无铅焊料的制作涉及多 种因素，因此它尚处于起步阶段。
发明内容本发明旨在适应环保和保护人类健康的要求，而提供一种具有良好的 钎焊工艺性能，力学性能，抗蠕变疲劳特性，且无毒、无污染的无铅焊料。为实现上述目的，本发明提供一种无铅焊料，该无铅焊料是以锡为基料，并添加以重量百分比计的如下辅料组合而成 银 0.03~7 铜 0. 5 ~ 1. 5铈 0. 001 ~ 0. 02镍 0. 005 ~ 1.0铟 0. 01 ~ 0. 5金 0.0005 - 1.0余量为锡。优选地，该无铅焊津牛是以锡为基料，并添加以重量百分比计的如下辅泮牛组合而成银 3.5铜 0.3铈 0.05镍 0.5铟 0.25金 0.5余量为锡。该无铅焊料的液相线温度低于22(TC，工作温度差小于3(TC-4(TC， 延伸率>20°/。，剪切强度〉30MPA，抗拉强度〉40N/mm2以上。 该无铅焊料按如下工艺制作a、 将基料锡和各辅料按比例加入炼锡炉中熔化并搅拌均匀；b、 将熔化均勻的合金锡铸造成条、锭或丝状焊料。 在本发明的无铅焊料中，银(Ag)可以与基体锡(Sn)形成Sn-Ag共晶而降低焊料的熔点，提高焊料的力学性能，尤其Sn-Ag系焊料与Sn-Pb 焊料相比有着优异的抗蠕变疲劳(在40。C以下电器中的焊点不出汗，比一般焊料耐高温，同时在电器的有效使用期内，焊点不产生长牙导电现象)的性能；添加铜(Cu )可以使Sn-Ag-Cu间形成三元共晶以降低焊料的熔点。 铜元素还可以^提高Sn-Ag系焊^牛的润湿性，且铜元素的存在也可以提高焊 料的强度以弥补Sn-Ag焊料强度不足的缺点，延长电子元器件的使用寿命； 添加铈(Ce)可使焊料表面生成铈的抗氧化保护被膜，提高焊料的抗氧化 性能，降低熔点；添加铟(In )可使其顺利应用于电子行业的波峰焊接(焊 接时一般温度可控制在24(TC一255。C的工作温度之间)，因其液相线温度最 好控制在260。C以内，并且其固相线温度及液相温度之差不应超过30°C_40 。C，增加它的光亮度，这样不至于PCB板在焊接后由于过长的固相线及液 相线温度之差而导致机械性能及结构的变化，同时在使用过程中造渣量低， 在10%—20°/ 之间。以上合金构成了液相线温度低于220°C，工作温度差小于 30°C~40°C,延伸率>20%,剪切强度"OMPA，抗拉强度M0N/mm2以上的无铅 焊料合金；添加金(Au)可调节焊料的润滑性、活性、密度、强度、拉力、 扭力、抗蠕变疲劳，增加焊点光泽度，提高焊料的抗氧化作用，使电器使 用寿命达二、三十年以上，更适用于航天电子、军工电子及高科技电子技 术领域等。与传统的Sn/Pb焊料相比，本发明的无铅焊料具有良好的钎焊工艺性 能，力学性能，抗蠕变疲劳特性，且焊料外观光亮。该无铅焊料无毒，无 污染，符合环保要求，且综合性能优越，能满足电器元件和电子元件在电 路板及电板接合上焊接的要求。具体实施方式
按重量^f分取35(H分银，100份铜，l份铈，50份镍，25份铟，50份金 及9424份锡混合，并加入炼锡炉中熔化并搅拌均匀，再将熔化均匀的合金 锡通过常规工艺铸造成条、锭或丝状焊料。按上述工艺制备的无铅焊料的液相线温度低于22(TC,工作温度差小于35°C，延伸率>20%,剪切强度〉30MPA，抗拉强度〉40N/mm2以上。
权利要求
1、一种无铅焊料，其特征在于，它是以锡为基料，并添加以重量百分比计的如下辅料组合而成银0.03～7铜0.3～1.5铈0.001～0.05镍0.005～0.8铟0.01～0.5金0.0005～1.0余量为锡。
2、 如权利要求1所述的无铅焊料，其特征在于，它是以锡为基料，并 添加以重量百分比计的如下辅料组合而成银 3. 5铜 1 铈 0. 01镍 0. 5锢 0. 25金 0. 5余量为锡。
3、 如权利要求1所述的无铅焊料，其特征在于，该无铅焊料的液相线 温度低于22(TC,工作温度差小于30。C 4(TC,延伸率>20°/ ,剪切强度 〉3画PA,抗^立强度〉40N/mm"以上。
4、 如权利要求1所述的无铅焊料，其特征在于，该无铅焊料按如下工 艺制作a 、将基料锡和各辅料按比例加入炼锡炉中熔化并搅拌均匀；b、将熔化均勻的合金锡铸造成条、锭或丝状焊料。
全文摘要
一种无铅焊料，该无铅焊料是以锡为基料，并添加以重量百分比计的如下辅料组合而成银0.03～7，铜0.3～1.5，铈0.001～0.50，镍0.005～0.8，铟0.01～0.5，金0.0005～1.0，余量为锡。本发明的无铅焊料具有良好的钎焊工艺性能，力学性能，抗蠕变疲劳特性，且无毒、无污染。
文档编号B23K35/26GK101214590SQ200810065060
公开日2008年7月9日 申请日期2008年1月15日 优先权日2008年1月15日
发明者陈煜伟, 陈秋富 申请人:深圳市爱佳法实业有限公司