專利名稱：錫硒銅無鉛焊料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種錫硒銅無鉛焊料，屬電子元器件焊接用材料的制備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
已被廣泛應(yīng)用的有鉛和無鉛焊接用金屬材料，典型的傳統(tǒng)產(chǎn)品為錫鉛焊料，含有超過30％重量百分比的鉛，而鉛對(duì)人體有強(qiáng)烈毒性，因而正在被無鉛焊料全面替代。無鉛焊料目前主要有錫銅銀合金和錫銅合金焊料，但錫銅銀合金含有3.5％左右重量百分比的銀，其價(jià)格昂貴，且大部分無鉛焊料的表面張力明顯高于共熔的錫鉛焊料，從而降低了無鉛焊料的潤(rùn)濕性能，在基材表面的潤(rùn)濕效果較差。另外，大部分無鉛焊料的熔融溫度都比共熔錫鉛合金的熔點(diǎn)高，導(dǎo)致熔融無鉛焊料的氧化可能性更高。波峰焊過程中，氧化性更高促進(jìn)了渣滓的生成，增加了焊料的消耗。即便是采用惰性氣體如氮?dú)獗Ｗo(hù)，由于焊接機(jī)械上的空氣滲漏，氧化殘?jiān)匀粫?huì)形成。限制了無鉛焊料的廣泛使用。目前有一些無鉛焊料為了降低表面張力和提高抗氧化性能，在其中加磷，但磷是一種非常容易氧化的元素，熔點(diǎn)為59℃，沸點(diǎn)為280℃，沸點(diǎn)非常接近焊接所需的溫度，因此在使用過程中磷會(huì)氣化，降低了其作為降低表面張力和提高抗氧化性能的效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種不含稀有貴重金屬，潤(rùn)濕性和抗氧化性良好，能有效降低材料成本，提高焊接性能和可靠性的錫硒銅無鉛焊料。
本發(fā)明為錫硒銅無鉛焊料，包含有錫和銅，其特征在于還同時(shí)包含硒，各組份的組成按重量百分比計(jì)分別為硒(Se)0.01-0.1％，銅(Cu)0.3-6％，總量不大于0.05％的雜質(zhì)，其余為錫(Sn)，各組份的重量百分比總和為100％。
所述雜質(zhì)中各組份的組成按重量百分比計(jì)分別為鐵(Fe)≤0.01％，硅(Si)≤0.01％，鉛(Pb)≤0.03％，鎘(Cd)≤0.002％。
本發(fā)明通過在焊料組合物中加入微量硒元素來解決目前無鉛焊料中存在的一些問題，硒的加入可大幅度降低合金熔化狀態(tài)下的表面張力，減少接觸角，從而改善基材表面與無鉛焊料之間的潤(rùn)濕性，提高可焊性。同時(shí)減少表面氧化，進(jìn)一步降低氧化性。因而可以加快實(shí)現(xiàn)無鉛焊料的應(yīng)用進(jìn)度。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下突出優(yōu)點(diǎn)和積極效果1.硒的加入是本發(fā)明突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)，加熱熔化后，焊料中的硒會(huì)部份聚集到焊料表面，使其表面張力大幅度降低，潤(rùn)濕性增加，擴(kuò)大了焊料在基材上的覆蓋面積，抗氧化能力提高。從而減少各種焊接工藝中的缺陷，例如焊點(diǎn)開口、橋連或其他類似毛病。同時(shí)硒的熔點(diǎn)為217℃，沸點(diǎn)為685℃，其熔點(diǎn)和沸點(diǎn)遠(yuǎn)高于磷，因此在使用過程中很少氣化揮發(fā)，確保其降低表面張力和抗氧化的效果。
2.加入硒后，還可使焊料晶粒細(xì)化，對(duì)溫度的變化有更好的適應(yīng)力，降低由于微應(yīng)力而出現(xiàn)焊點(diǎn)破裂的可能性，同時(shí)含硒的焊料更耐腐蝕，有利于焊接的免清洗。
3.其熔點(diǎn)與現(xiàn)有無鉛焊料基本相同，意味著對(duì)使用錫銅合金焊料及錫銅銀合金等無鉛焊料的企業(yè)而言，只需對(duì)現(xiàn)有設(shè)備的使用參數(shù)略作變動(dòng)，即可實(shí)現(xiàn)無鉛化焊接。
4.本發(fā)明由于不含稀有貴重金屬，雖然硒價(jià)格較高，但加入量很少，對(duì)其價(jià)格影響較小，可推進(jìn)無鉛化焊料的應(yīng)用進(jìn)度。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1各組份的組成按重量百分比計(jì)，分別為硒(Se)0.04-0.09％，銅(Cu)0.5-0.8％，總量不大于0.05％的雜質(zhì)，其余為錫(Sn)，各組份的重量百分比總和為100％。
實(shí)施例2各組份的組成按重量百分比計(jì)，分別為硒(Se)0.03-0.08％，銅(Cu)2.5-2.9％，總量不大于0.05％的雜質(zhì)，其余為錫(Sn)。
實(shí)施例3各組份的組成按重量百分比計(jì)，分別為硒(Se)0.03-0.08％，銅(Cu)4.5-5％，總量不大于0.05％的雜質(zhì)，其余為錫(Sn)。
上述實(shí)施例的雜質(zhì)中各組份的組成按重量百分比計(jì)分別為鐵(Fe)≤0.01％，硅(Si)≤0.01％，鉛(Pb)≤0.03％，鎘(Cd)≤0.002％。
對(duì)比例各組份的組成按重量百分比計(jì)，分別為銅(Cu)0.7％，總量不大于0.05％的雜質(zhì)，其余為錫(Sn)。
將上述各實(shí)施例及對(duì)比例制備的無鉛焊料經(jīng)測(cè)試，各項(xiàng)性能指標(biāo)列表如下

本發(fā)明不局限于上述實(shí)施例，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，可根據(jù)不同性能要求及使用場(chǎng)合，選擇上述實(shí)施例中的不同配比，或除上述各實(shí)施例以外的不同配比，但均不以任何形式限制本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種錫硒銅無鉛焊料，包含有錫和銅，其特征在于還同時(shí)包含硒，各組份的組成按重量百分比計(jì)分別為硒0.01-0.1％，銅0.3-6％，總量不大于0.05％的雜質(zhì)，其余為錫，各組份的重量百分比總和為100％。
2.按權(quán)利要求1所述的錫硒銅無鉛焊料，其特征在于所述雜質(zhì)中各組份的組成按重量百分比計(jì)分別為鐵≤0.01％，硅≤0.01％，鉛≤0.03％，鎘≤0.002％。
全文摘要
一種錫硒銅無鉛焊料，屬電子元器件焊接用材料的制備技術(shù)領(lǐng)域，包含有錫和銅，其特征在于還同時(shí)包含硒，各組份的組成按重量百分比計(jì)分別為硒(Se)0.01－0.1％，銅(Cu)0.3－6％，總量不大于0.05％的雜質(zhì)，其余為錫(Sn)，各組份的重量百分比總和為100％；雜質(zhì)中各組份的組成按重量百分比計(jì)分別為鐵≤0.01％，硅≤0.01％，鉛≤0.03％，鎘≤0.002％。本發(fā)明通過在焊料組合物中加入微量硒元素來解決目前無鉛焊料中存在的一些問題，硒的加入可大幅度降低合金熔化狀態(tài)下的表面張力，減少接觸角，從而改善基材表面與無鉛焊料之間的潤(rùn)濕性，提高可焊性。同時(shí)減少表面氧化，進(jìn)一步降低氧化性。因而可以加快實(shí)現(xiàn)無鉛焊料的應(yīng)用進(jìn)度。
文檔編號(hào)B23K35/26GK1817551SQ20061004994
公開日2006年8月16日 申請(qǐng)日期2006年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月21日
發(fā)明者戴國(guó)水, 金成煥 申請(qǐng)人:戴國(guó)水