专利名称：无铅焊料的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种焊料合金，特别是涉及一种采用不含有铅的对电子器件进行组装的以铜为基料的无铅焊料。
背景技术：
众所周知，锡铅(Sn-Pb)合金焊料性能优异，在电子元器件的组装领域得到广泛应用，但在制造和使用Sn/Pb焊料的过程中，由于熔化温度较高，有大量的铅蒸汽逸出，将直接严重影响操作人员的身体健康。近年来，有关地下水铅的污染更引起人们的关注，除了废弃的蓄电池大量含铅外，丢弃的各种电子产品PCB上所含的铅也不容忽视，以美国为例，每年随电子产品丢弃的PCB约一亿块，按每块含Sn/Pb焊料10克，其中铅含量为40％计算，每年随PCB丢弃的铅量即为400吨，当下雨时，这些铅变成溶于水的盐类，逐渐溶解污染水，特别是在遇酸雨时，雨中所含的硝酸和盐酸，更促使铅的溶解。对于饮用地下水的人们，随着时间的延长，铅在人体内的积累就会引起铅中毒。此外，随着微细间距器件的发展，组装密度越来越高，焊点越来越小，而其所承载的力学、电学和热学负荷则越来越重，对可靠性要求日益提高，但传统的Sn/Pb合金的抗蠕变性差，不能满足近代电子工业对可靠性的要求，因此，无铅焊料的开发和应用，不仅对环境保护有利，而且还担负着提高电子产品质量的任务。
近几年，有关无铅焊料的研究工作发展很快，世界上个大著名公司、国家实验室和研究院所都投入了相当的力量开展无铅焊料的研究，在无铅焊料的相关专利和技术中，大都是以Sn为基料，添加Ag、Zn、Cu、Sb、Bi、In等金属元素，通过焊料合金化来改善合金性能，提高可焊性，虽然锡在大气中和锡物质中有较好的耐腐蚀性，不失金属光泽，能抗有机酸的腐蚀，但不耐强酸和强碱的腐蚀，且由于焊料中大量锡的存在，增加了金属氧化物的产生量，焊接强度、焊接良率、导电性能都存在着一定的不足。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种无铅焊料，该焊料能够与基底良好的结合，具有良好的焊接强度、抗氧化性及导电性。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下一种无铅焊料，它含有如下组份，各组份的重量份数比为10-20份的Ag，4-6份的P，72-86份的Cu。
作为上述方式的进一步的改进，所述的由Ag、Cu、P组成的焊料中含有12-18重量份数的Ag，4.5-5.5重量份数的P，75-83重量份数的Cu。
作为上述方式的更进一步改进，所述的由Ag、Cu、P组成的焊料合金中含有15重量份数的Ag，5重量份数的P，80重量份数的Cu。
作为本发明的一种方式的改进，所述的焊料还可进一步含有0.1-1重量份数的Au。
作为上述方式的进一步改进，由Ag、Cu、P、Au组成的焊料中含有0.5重量份数的Au。
作为本发明的另一种方式的改进，所述的焊料由Ag、Cu、P、Ni组成，其中含有0.1-0.5重量份数的Ni。
作为上述方式的进一步改进，上述由Ag、Cu、P、Ni组成的焊料，其中含有0.3重量份数的Ni。
本发明所采取的技术方案，因为不含铅成分，所以避免了铅对人体和环境产生的危害，且由于它是以Cu为基料，由于与焊接母材属于同一成分，所以起提高焊接强度及导电性能的作用，其所占的重量份数为72-86，最佳重量份数为80；Ag的加入，加速了合金熔融过程中向焊接母材扩散速度，降低了焊料的熔点，提高了焊料的力学性能与抗蠕变疲劳性能，增强了焊料的导电性能，其所占的重量份数为10-20，最佳重量份数为15；P的加入可以抑制与氧结合而产生的金属氧化物，可以提高焊接部承受热变形及应力的热疲劳特性，防止结晶颗粒粗大化，以减少焊接部位产生裂缝的可能性，确保可靠焊接，其所占的重量份数为4-6，最佳重量份数为5。
另外，本发明焊料的组分中还可含有0.1-1重量份数的Au，Au的加入可进一步增强焊料的导电性能。
此外，本发明焊料的组分中还可含有0.1-0.5重量份数的Ni，加入Ni元素，可改进材料的强度，并提高焊接性，有助于解决焊点桥连。
本发明所提供的上述无铅焊料，可以具有不同的外形和形态，包括但不局限于棒材、圆盘状、金属线、垫圈、带状物、球粒、球和其它形状及粉末，在保存时，采用瓶装氮气密封保存。
此外，该焊料的性能如下表所示
由该焊料的性能测试数据可知，该焊料的焊接电性良率、拉力等均与大线焊片无差异，且根据以上各组份的作用可知，该无铅焊料具有良好的焊接强度，且由于其采用了性质比较稳定且易导电的金属元素，因此该焊料具有良好的抗氧化性和导电性。
下面结合具体的实施例对本发明作进一步详细的说明。
具体实施例方式
权利要求
1.一种无铅焊料，其特征在于它含有如下组份，各组份的重量份数比为10-20份的Ag，4-6份的P，72-86份的Cu。
2.根据权利要求1所述的无铅焊料，其特征在于该焊料各组份的重量份数比为12-18份的Ag，4.5-5.5份的P，75-83份的Cu。
3.根据权利要求2所述的无铅焊料，其特征在于各组份的重量份数比为15份的Ag，5份的P，80份的Cu。
4.根据权利要求1所述的无铅焊料，其特征在于此焊料含有0.1-1重量份数的Au。
5.根据权利要求4所述的无铅焊料，其特征在于其中含有0.5重量份数的Au。
6.根据权利要求1所述的无铅焊料，其特征在于此焊料含有0.1-0.5重量份数的Ni。
7.根据权利要求6所述的无铅焊料，其特征在于其中含有0.3重量份数的Ni。
全文摘要
本发明涉及一种无铅焊料，属于电子器件组装领域。它含有如下组份，各组份的重量份数比为10－20份的Ag，4－6份的P，72－86份的Cu，此外，还可进一步含有0.1－1重量份数的Au或0.1－0.5重量份数的Ni。本发明的无铅焊料，避免了铅对人体和环境产生的危害，且焊料与焊接母材能够良好的结合，具有良好的焊接强度、抗氧化性及导电性。
文档编号B23K35/30GK1799761SQ20061001236
公开日2006年7月12日 申请日期2006年1月24日 优先权日2006年1月24日
发明者徐振五 申请人:徐振五