一种制备电子级含银高强度无铅焊锡膏的锡合金粉的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种制备电子级无铅焊锡膏的锡合金粉，特别是适用于高低溫循环环 境或高低溫差变化大的环境下电路板焊接使用的一种制备电子级含银高强度无铅焊锡膏 的锡合金粉，属电子焊接材料。 技术背景 W02]目前在电视机、录像机、手机、笔记本电脑、计算机产品应用中主要采用Sn- 3.OAg- 0. 5化无铅焊锡膏。在该类产品的使用中，焊点在产品的使用寿命周期中不会 发生开裂和脱落现象。但使用在车载环境和信号发射基站类产品中时，由于使用环境溫度 存在高低溫交替，而现用品焊点会发生开裂和脱落，导致产品产生电性不良。由于使用环境 的特殊性，现用品的抗冲击能力不足，在运动中，由于结合强度不足，导致焊点形成裂纹或 开裂。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的正是为了克服上述已有技术的缺点与不足而提供一种具有良好的 耐高溫性能，抗疲劳性能，焊后焊点牢固，不开裂和脱落，拥有良好的延展性，抗腐蚀能力的 一种制备电子级含银高强度无铅焊锡膏的锡合金粉，从而可满足特殊条件下对焊点高强度 的无铅焊锡膏要求。
[0004] 本发明的目的是通过下列技术方案实现的：
[0005] 一种制备电子级含银高强度无铅焊锡膏的锡合金粉，它由下述重量百分比的原料 组成：
[0006] Ag2.0 ~4.5%、Cu0.5 ~1.l%、Bi2.0 ~5.0%、Ce0.01 ~0.l%、Nd0.001 ~ 0.Ol%和余量Sn,最佳用量为：Ag3. 0%、Cu0. 8%、Bi3. 5%、Ce0. 03%、Nd0. 003%和 余量为Sn。锡合金粉粒径为20~45微米，锡合金粉与助焊剂重量配比为88 :12。
[0007] 本发明的含银高强度无铅焊锡膏的锡合金粉技术方案是W锡、银、铜为主要成分， 用量进行调整基础上添加祕、稀上姉和钦元素，添加祕，其重量百分比Bi2. 0~5. 0%。 祕元素具有低烙点、高硬度，优良的抗腐蚀性，祕元素的加入可降低焊料的烙点，提高了焊 接的牢固性和抗腐蚀能力，提升了焊料的强度。通过从Bi过饱和固溶体析出的Bi进行 分散，基体自身具有良好的耐热循环性，可W长期间发挥稳定的可靠性；添加稀±姉元素， 其重量百分比0.01~0. 1%。姉元素具有高烙点、具有良好的延展性，提升了焊料的耐 热疲劳、进一步提升了焊料的强度，抗冲击能力；添加稀±钦元素，其重量百分比0. 005~ 0.Ol%。钦元素具有高烙点、良好的抗腐蚀性，细化了结晶，提升了焊料的耐高溫性能，在高 低溫循环环境或高低溫差变化大的环境下，焊料焊点在-45°C至+125°C下无开裂及脱落， 耐热循环性优异；焊料在运动中具备足够的强度抵抗冲击，焊点无开裂及脱落，用于替代 Sn- 3.OAg- 0. 5化现有产品。将本产品制成焊锡膏选择助焊膏为申请人使用产品，其成分 为：聚合松香45 %，氨化藍麻油7 %，二径基下酸10 %，四氨慷醒36 %，四乙締五胺2 %。，再 与Sn- 3.OAg- 0. 5化焊锡膏进行对比试验，检测结果见表1。 阳00引检测结果表1
[0010] 从上述检测结果可W看到，本发明的锡合金粉制成焊锡膏的焊点的抗拉强度、杨 氏模量显著优于Sn-3.OAg-0. 5Cu制成的焊锡膏。焊点延展性及强度与Sn-3.OAg-0. 5Cu 焊锡膏相比，均得到了明显的提升，同时通过-45°C至+125°C，每30分钟一个高低溫循环， 经1000, 2000, 3000次循环观察，未发现贯穿的裂纹，焊点未发现脱落。
[0011] 由于采取上述技术方案使本发明技术与己有技术相比具有如下优点及效果：
[0012] (a)本发明的锡合金粉制成焊锡膏的焊点的抗拉强度、杨氏模量显著优于 Sn- 3.OAg- 0. 5化制成的焊锡膏，延展性与Sn- 0. 3Ag- 0. 7化焊锡膏相比，均得到了明显 的提升，同时通过-45°C至+125°C，每30分钟一个高低溫循环，经1000, 2000, 3000次循环 观察，未发现贯穿的裂纹。
[0013] 化）本产品具有耐高溫性能，抗疲劳性能，焊后焊点牢固，不开裂和脱落，有良好的 延展性，抗腐蚀能力，满足特殊条件下对焊点高可靠性的低银高可靠性无铅焊锡膏要求。
【具体实施方式】
[0014] 选择助焊膏为申请人使用产品，其成分为：聚合松香45%，氨化藍麻油7%，二径 基下酸10%，四氨慷醒36%，四乙締五胺2%。锡合金粉与助焊剂重量配比为88 :12。 阳〇1引实施例1
[0016] 取Ag2. 0kg、Cu0.化g、Bi1.化g、Ce0. 0化g、Nd0. 007kg和余量Sn95. 923k邑 制成45微米锡合金粉，取上述锡合金粉88kg和助焊剂12kg制成含银高强度无铅焊锡膏， 检测结果见表2所示。
[0017] 实施例2 阳0化]取Ag2.化g、Cu0.化g、Bi2.化g、Ce0. 08kg、Nd0. 005kg和余量Sn94. 2巧kg制成35微米锡合金粉，取上述锡合金粉88kg和助焊剂12kg制成含银高强度无铅焊锡膏， 检测结果见表2所示。
[0019] 实施例3
[0020] 取Ag3. 0kg、Cu0. 8kg、Bi3.化g、Ce0. 03kg、Nd0. 003kg和余量Sn92. 66化邑 制成25微米锡合金粉，取上述锡合金粉88kg和助焊剂12kg制成含银高强度无铅焊锡膏， 检测结果见表2所示。 阳OW 实施例4
[0022]取Ag4. 0kg、Cu1. 0kg、Bi4. 0kg、Ce0. 0化g、Nd0. 009kg和余量Sn90. 94化邑 制成20微米锡合金粉，取上述锡合金粉88kg和助焊剂12kg制成含银高强度无铅焊锡膏， 检测结果见表2所示。 阳〇2引实施例5
[0024] 取Ag4.化g、Cu1.化g、Bi4.化g、Ce0. 10kg、Nd0.Olkg和余量Sn89. 79kg制 成30微米锡合金粉，取上述锡合金粉88kg和助焊剂12kg制成含银高强度无铅焊锡膏，检 测结果见表2所示。
[0025] 表2实施侧检测结果
【主权项】
1. 一种制备电子级含银高强度无铅焊锡膏的锡合金粉，其特征在于它由下述重量百分 比的原料组成： Ag2.O~4. 5%、Cu0. 5 ~I. 1%、Bi2.O~5. 0%、Ce0.Ol~0. 1%、Nd0.OOl~ 0.01 %和余量Sn。2. 根据权利要求1所述的锡合金粉，其特征在于所述锡合金粉最佳用量为：Ag3. 0%、 Cu0.8%、Bi3. 5%、Ce0.03%、Nd0.003%和余量为Sn。3. 根据权利要求1所述的锡合金粉，其特征在于所述锡合金粉粒径为20~45微米。4. 根据权利要求1所述的锡合金粉，其特征在于所述锡合金粉与助焊膏重量配比为 88 ：12〇
【专利摘要】本发明涉及一种制备电子级含银高强度无铅焊锡膏的锡合金粉，其特征在于它由：Ag？2.0～4.5％、Cu？0.5～1.1％、Bi？2.0～5.0％、Ce？0.01～0.1％、Nd？0.001～0.01％和余量Sn原料组成，本产品制成焊锡膏其焊点具有耐高温性能，抗疲劳性能，焊后焊点牢固，不开裂和脱落，有良好的延展性，抗腐蚀能力的优点及效果。
【IPC分类】B23K35/26
【公开号】CN105195914
【申请号】CN201510713041
【发明人】方喜波, 梁静珊, 熊有德, 方瀚宽, 方瀚楷
【申请人】广东中实金属有限公司
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年10月27日