專利名稱：：無鉛釬料合金的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及適用于釬焊電子元件而不造成熱損傷的完全不含鉛的釬料合金。Sn-Pb合金很早就已經(jīng)用于釬焊，而且現(xiàn)在仍然廣泛應(yīng)用于將電子元件釬焊到印刷電子線路板或其它基板上。當電子產(chǎn)品，包括電視機、收音機、錄音機或錄像機、計算機、復(fù)印機或打印機等要廢棄時，需要埋入填埋場，因為它們含有各種材料，如用作外殼和印刷電路板的合成樹脂、用作導(dǎo)線和其它起通電作用的金屬以及框架材料，從而不適合于通過焚燒進行處理。近年來，主要由于廣泛使用如汽油和(重)燃油等化石燃料將硫的氧化物排入大氣中，雨的酸性不斷提高，因此酸雨現(xiàn)象已成為一個嚴重的問題。酸雨使存在于填埋場中廢棄的電子產(chǎn)品中的釬料溶解并滲入土地中。如果人體長期飲用這種受污染的地下水，那么鉛在人體中的積累就可以造成鉛中毒(鉛毒癥)。因此，在電子工業(yè)中需要一種無鉛的釬料合金。傳統(tǒng)的無鉛釬料合金是Sn基合金，如Sn-Ag合金和Sn-Sb合金。在Sn-Ag合金中，Sn-3.5Ag合金為共晶成分，其熔點為221℃。即使這種在Sn-Ag合金成分范圍中具有最低熔化溫度的共晶成分，在用作釬料合金時，釬焊的溫度也會高達260℃到280℃，這會在釬焊過程中使對熱敏感的電子元件造成熱損傷，從而使電子元件性能劣化或破壞。在Sn-Sb合金中，Sn-5Sb合金具有最低的熔化溫度，但其熔化溫度也高達固相線的235℃和液相線的240℃。因此，釬焊溫度在280℃到300℃之間，比Sn-3.5Ag合金的釬焊溫度還高，所以不能避免對熱敏感的電子元件造成熱損傷?？紤]到Sn-Ag合金和Sn-Sb合金用作釬料合金熔化溫度比較高，已經(jīng)提出了許多降低它們?nèi)刍瘻囟鹊姆椒?。例如，特開平6-15476(1994)，特開平6-344180(1994)，特開平7-1178(1995)，特開平7-40079(1995)和特開平7-51883(1995)。為了降低熔化溫度，這些日本專利申請中給出的釬料合金成分含有大量的Bi和/或In，雖然Bi和In都有效降低Sn-Ag和Sn-Sb合金的熔化溫度，但是加入大量的Bi和/或In會產(chǎn)生以下問題。加入大量的Bi會使釬料合金變得很硬而脆。結(jié)果使這些釬料合金不可能或難以通過塑性加工成為線材，或者在用于釬焊電子元件時，釬焊接頭即使只受到很輕微的沖擊也容易開焊。在釬料合金中加入大量的銦由于成本很高而不受歡迎。為了避免釬焊過程中對電子元件的熱損傷，釬焊溫度應(yīng)為250℃或更低，而為了在這樣的溫度下進行釬焊，希望釬料合金的液相線為210℃或更低，優(yōu)選的是200℃或更低。然而，除非加入大量的Bi和/或In，采用上述加入Bi和/或In來降低Sn-Ag和Sn-Sb釬料合金的熔化溫度的方法，是難以將液相線溫度降低到200℃或更低的。而且，即使可能通過這樣的方法獲得一種液相線溫度為200℃或更低的釬料合金，其固相線溫度，即該合金完全凝固的溫度可能會降低得更多，因而會使由釬焊形成的釬焊接頭處的釬料合金完全凝固的時間變長。結(jié)果是，如果釬焊接頭在完全固化前受到任何振動或沖擊就會開裂。傳統(tǒng)無鉛釬料合金的另一個問題是，那些液相線溫度低到足以與它們的固相線溫度接近的無鉛合金的力學性能如拉伸強度和延伸率不能令人滿意，因而形成的釬焊接頭結(jié)合強度低或者易于因受沖擊而開焊。本發(fā)明的一個目的是提供一種無鉛釬料合金，其液相線溫度低于210℃，優(yōu)選的是低于200℃，合金凝固或基本凝固的固相線溫度或峰值溫度與液相線溫度比較接近。本發(fā)明的另一個目的是提供一種在用于釬焊時結(jié)合強度好的無鉛釬料合金。本發(fā)明的一個更為具體的目的是提供具有以下性質(zhì)的無鉛釬料合金1)可以在250℃以下的釬焊溫度使用，優(yōu)選的是在230℃到240℃的釬焊溫度使用，以便防止在釬焊過程中造成對熱敏感的電子元件的熱損傷。2)具有很好的可釬焊性。3)在液相線和固相線之間具有窄的(凝固)溫度范圍(或凝固基本完成的峰值溫度)，使得所說的合金在釬焊后可以快速凝固，以防止釬焊后在立即受到振動或沖擊時使所得的釬焊接頭開裂，所說的溫度范圍與Sn-Pb合金的共晶溫度接近。4)形成的釬焊接頭具有足夠高的結(jié)合強度以防止所說的釬焊接頭因受沖擊而開焊。5)容易通過塑性加工形成線材，使其可以用釬焊烙鐵進行釬焊。一種共晶溫度接近Sn-Pb合金共晶溫度(183℃)的Sn基合金是Sn-9Zn合金(共晶溫度199℃)。然而，Sn-9Zn合金的機械強度，尤其是拉伸強度不夠高，不能形成結(jié)合強度好的釬焊接頭。我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)添加Ni、Ag、和/或Cu對改善Sn-Zn合金的拉伸強度相當有效，因而其結(jié)合強度達到可以用于釬焊電子元件的程度。改善了拉伸強度的所得的合金的熔化溫度可能提高到釬焊過程中電子元件可能遭受熱損傷的程度，特別是在加入Ag時。在這種情況下，與Ag一起加入較多的Bi使Sn-Zn合金的拉伸強度得到改善，而不會顯著提高熔化溫度。大體上說，本發(fā)明提供了一種無鉛釬料合金，基本上由以下成分組成2-10重量％的Zn；0.01-1重量％的Ni、0.05-3.5重量％的Ag以及0.1-3重量％的Cu中的至少一種；0-30重量％的Bi、0-3重量％的In和0-1重量％的P，其余成分為Sn，其中，所說的的釬料合金的拉伸強度至少為5Kgf/mm2，延伸率至少為10％。在本發(fā)明的一個實施方案中，一種無鉛釬料合金基本上由以下成分組成7-10重量％的Zn；0.01-1重量％的Ni、0.1-3.5重量％的Ag以及0.1-3重量％的Cu中的至少一種；任選地含有0.2-6重量％的Bi、0.5-3重量％的In、0.001-1重量％的P中的一種或多種；其余為Sn。在本發(fā)明的另一個實施方案中，一種無鉛釬料合金基本上由以下成分組成2-10重量％的Zn；10-30重量％的Bi、0.05-2重量％的Ag；任選的是0.001-1重量％的P，其余為Sn?，F(xiàn)在詳細描述本發(fā)明。在以下的描述中，所有關(guān)于合金成分的百分數(shù)都是重量百分數(shù)。根據(jù)本發(fā)明的無鉛釬料合金可以用作傳統(tǒng)的Sn-Pb合金的替代材料。因此，希望這些合金的熔化溫度，即液相線和固相線溫度，與Sn-Pb合金的共晶溫度(183℃)接近。所說的無鉛釬料合金的熔化溫度優(yōu)選的是在183℃±30℃范圍內(nèi)。所說的液相線溫度優(yōu)選的是210℃或更低，更優(yōu)選的是200℃或更低。只要釬料合金的液相線溫度在210℃以下，就可以在250℃以下進行釬焊，從而消除或減小對熱敏感的電子元件的熱損傷。釬料合金的固相線溫度(或峰值溫度)優(yōu)選的是在150℃以上，更優(yōu)選的是在170℃以上，最優(yōu)選的是在180℃以上。如果固相線溫度降低到150℃以下，釬焊后合金凝固的時間就被延長，而如果在完全凝固之前經(jīng)受任何振動或沖擊，釬焊接頭就會開裂。釬焊接頭的結(jié)合強度與使用的釬料合金的拉伸強度有關(guān)，并且釬料合金所需的拉伸強度大小因釬焊的目的而變化。用于釬焊電子元件的釬料合金所需的拉伸強度(在斷裂時)是至少5kgf/mm2。拉伸強度低于5kgf/mm2的釬料合金是不可靠的，因為用其形成的釬焊接頭可能在受沖擊時開焊。為了在用釬焊烙鐵進行釬焊時釬料合金能以線材形式使用，釬料合金通常也有必要具有足夠高的延伸率，以便能通過塑性加工形成線材。因此，為了順利進行塑性加工，釬料合金通常需要至少10％的延伸率。根據(jù)本發(fā)明的釬料合金滿足了對力學性能的這些要求，即在斷裂時至少5kgf/mm2的拉伸強度和至少10％的延伸率。優(yōu)選的是，它們具有至少10kgf/mm2拉伸強度和至少20％的延伸率。當一種二元的熔融合金冷卻凝固時，會在熔融合金開始凝固的液相線溫度附近和凝固過程完成的固相線溫度附近產(chǎn)生明顯的放熱。這樣，用差熱分析記錄冷卻過程時，在得到的溫度記錄曲線上會分別觀察到兩個明顯的放熱峰。在三元的或更復(fù)雜的合金中，在所說的合金的液相線和固相線溫度之間的某一溫度可能會觀察到一個額外的放熱峰，在該溫度下的溫升或放熱比在固相線溫度的溫升或放熱要大。在這種情況下，大部分熔融合金在溫度降低到固相線溫度之前的這一溫度下就凝固了。在用差熱分析紀錄這樣一種合金的冷卻過程時，在得到的溫度記錄曲線上會在液相線和固相線溫度之間觀察到第三個放熱峰，其放熱要大于在固相線溫度的放熱。因此，這第三個放熱峰出現(xiàn)的溫度被稱為峰值溫度。對于具有在液相線和固相線溫度之間的峰值溫度的釬料合金，基本可以把峰值溫度視為固相線溫度，因為在溫度達到真正的固相線溫度之前的峰值溫度時，合金的凝固基本完成了。一種峰值溫度高于170℃的合金，即使固相線溫度低于150℃，也能成功地用作電子元件的釬料。這些情形特別適于本發(fā)明的第二個實施方案中的含有大量Bi的無鉛釬料合金。在這個實施方案中，通過向一種Sn-Zn合金中加入大量的Bi顯著降低了液相線溫度，這也會更大幅度地將固相線溫度降低到135℃，這是Sn-Bi合金的共晶溫度。然而，根據(jù)本發(fā)明，即使所說的合金的固相線溫度低至135℃，通過成分的選擇使所說的合金的峰值溫度在170℃以上，這樣一種Sn-Zn-Bi合金可以令人滿意地用作Sn-Pb共晶釬料合金的替代材料。一種根據(jù)第一個實施方案的釬料合金主要含有Zn7％-10重量％；Ni0.01％-1重量％、Ag0.1％-3.5重量％以及Cu0.1％-3重量％中的一種或一種以上；任選地可以含有Bi0.2％-6重量％、In0.5％-3重量％和P0.001％-1重量％中的一種或一種以上；其余為Sn。在第一個實施方案中的釬料合金的成分根據(jù)以下理由確定Zn7％-10％在一種根據(jù)第一個實施方案的不含或含有少量Bi和/或銦的Sn-Zn合金中，如果Zn的含量少于7％或高于10％，所說的合金的液相線溫度將不在183℃±30℃范圍內(nèi)以及優(yōu)選的210℃以下。Zn含量優(yōu)選的是8％-10％，更優(yōu)選的是8.5％-9.5％。Ni0.01％-1％、Ag0.1％-3.5％以及Cu0.1％-3％Ni通過細化所說的合金的凝固組織中的晶粒，有效地改善Sn-Zn合金的力學性能。如果Ni的含量少于0.01％，這種作用就不明顯了。加入1％以上的Ni會使所說的合金的液相線溫度急劇升高，導(dǎo)致所說的釬焊溫度升高從而使電子元件可能會遭受熱損傷。Ni含量優(yōu)選的是0.05％-0.5％，更優(yōu)選的是0.1％-0.3％，最優(yōu)選的是0.1％-0.2％。類似地，Ag可以有效地改善Sn-Zn合金的力學強度，還能有效地改善所說的合金的抗腐蝕能力。如果Ag的加入量少于0.1％，這些作用就不明顯了。加入3.5％以上的Ag會使所說的合金的液相線溫度急劇升高，導(dǎo)致釬焊溫度的升高從而使電子元件可能會遭受熱損傷。Ag含量優(yōu)選的是0.1％-2.0％，更優(yōu)選的是0.1％-1.0％，最優(yōu)選的是0.1％-0.5％。類似地，Cu對改善Sn-Zn合金的力學強度有顯著作用。當通過在熔融的釬料熔池中浸焊的方式，向敷有銅箔導(dǎo)線的印刷電路板上釬焊電子元件時，熔融釬料熔池中存在的Cu具有抑制銅箔導(dǎo)線中的銅向熔融釬料熔池擴散的額外作用。如果Cu的加入量少于0.1％，這些作用就不明顯。加入3％以上的Cu會產(chǎn)生一種Sn-Cu金屬間化合物析出物，因而使所說的合金的液相線溫度急劇升高并使其可釬焊性降低。Cu含量優(yōu)選的是0.1％-2.0％，更優(yōu)選的是0.1％-1.0％，最優(yōu)選的是0.1％-0.5％。Bi0.2％-6％、In0.5％-3％向含有Ag、Cu和Ni中的一種或多種的Sn-Zn合金添加Bi或In，加入少量即可有效降低所說的合金的熔化溫度。因此，除了添加Ag、Cu和Ni中的一種或多種，可以任選地較少量地加入Bi和In中的一種或兩種。然而，如果Bi的加入量少于0.2％或In的加入量少于0.5％，所說的合金的熔化溫度不會明顯降低。向含有Ag、Cu和Ni中的一種或多種的Sn-Zn合金中添加6％以上的Bi，會使合金變得很硬而脆，難以通過塑性加工使合金形變成為線材。而且，釬焊完成以后，所得的釬焊接頭在受到?jīng)_擊時可能容易開焊。添加Bi時，Bi含量優(yōu)選的是1％-6％，更優(yōu)選的是2％-5％。銦(In)是一種非常昂貴的金屬，并且添加大量的In會過分降低所說的合金的熔化溫度，使所說的合金的熔化溫度超出了希望的183℃±30℃的溫度范圍。因此，In的含量限制在最高3％。添加In時，In在所說的合金中的含量優(yōu)選的是1％-3％，更優(yōu)選的是2％-3％。P0.001％-1％Zn是氧化傾向很強的金屬。因此，浸焊時含有Zn的釬料合金處于熔融態(tài)時，Zn優(yōu)先氧化形成干擾釬焊的氧化鋅，導(dǎo)致形成有缺陷的釬焊接頭。向含Zn的釬料合金中添加P的作用是有效地阻止釬料合金的氧化，因為P在熔融的釬料合金的上表面形成一層薄膜，從而阻礙釬料合金直接與周圍空氣接觸。如果P的加入量少于0.001％，這種防氧化作用就不明顯。添加1％以上的P會劣化釬料合金的可釬焊性。添加P時，在合金中P含量優(yōu)選的是0.005％-0.5％，更優(yōu)選的是0.005％-0.1％，最優(yōu)選的是0.005％-0.05％。當為了改善合金的力學性能，向Sn-Zn釬料合金單獨添加Ag(不添加Ni或Cu)時，所說的合金的熔化溫度可能會過分升高。在這些情況下，可象本發(fā)明的第二個實施方案那樣，添加相對大量的Bi(10％-30％)以降低熔化溫度。在第二個實施方案中，一種釬料合金主要含有Zn2％-10％；Bi10％-30％、Ag0.05％-2％，任選的是P0.001-1％，其余為Sn。因為添加了較大量的Bi，所說的釬料合金具有相當?shù)偷墓滔嗑€溫度，可能低到135℃左右，即Sn-Bi合金的共晶溫度。然而，通過如上所述的選擇Zn和Ag含量，所說的合金具有170℃以上的較高的峰值溫度，大多數(shù)情況下在180℃附近。因此，在釬焊過程中所說的釬料合金短時間內(nèi)基本凝固，從而降低釬焊接頭在基本凝固前因受振動或沖擊而開裂的可能性。在第二個實施方案中的釬料合金的組成根據(jù)以下理由確定Zn2％-10％在含有較多Bi的Sn-Zn合金中，如果Zn的含量少于2％或高于10％，所說的合金的液相線溫度將不會低于200℃。為了充分獲得添加Ag和Bi的效果，Zn含量優(yōu)選的是4％-10％，更優(yōu)選的是7％-10％。Bi10％-30％Bi的加入量少于10％，不足以將Sn-Zn-Ag合金的液相線溫度降低到200℃或更低。另一方面，添加30％以上的Bi顯著降低合金的延展性而使合金變脆。Bi的加入量優(yōu)選的是10％-25％，更優(yōu)選的是15％-25％，最優(yōu)選的是18％-24％。Ag0.05％-2％Ag有效地改善Sn-Zn合金的力學強度，還能有效地改善所說的合金的抗腐蝕能力。在含有10％-30％Bi的Sn-Zn合金中，如果Ag的加入量少于0.05％，這些作用就不明顯，并且添加2％以上的Ag會急劇提高所說的合金的液相線溫度，導(dǎo)致釬焊溫度的升高從而使電子元件可能會遭受熱損傷。Ag含量優(yōu)選的是0.05％-1％，更優(yōu)選的是0.05％-0.5％，最優(yōu)選的是0.1％-0.3％。P0.001％-1％為了防止熔融態(tài)的釬料合金中鋅的氧化，可如上述的第一個實施方案中所述的添加P。提供以下實施例進一步描述本發(fā)明。下面這些例子在各方面均應(yīng)視為說明性的而非限制性的。實施例實施例1本實施例描述根據(jù)第一個實施方案的另外含有Ag和/或Cu以及含或不含Bi、In和/或P的Sn-Zn合金。把組成如表1所示的熔融釬料合金澆鑄成拉伸試驗棒，根據(jù)JIS試驗標準，每根拉伸試驗棒的中間頸部長50mm、直徑10mm。所說的拉伸試驗棒用于確定每種釬料合金在斷裂時的拉伸強度和延伸率，也表示于表1中。表1還包括由差熱分析確定的每種釬料合金的熔化溫度，即固相線溫度(S.T.)和液相線溫度(L.T.)。為了比較，采用如上所述的相同方法對傳統(tǒng)無鉛Sn基釬料合金進行了試驗，試驗結(jié)果也在表1中給出。把如表1所示的合金No.1的一種熔融釬料合金倒入自動浸焊裝置的釬料池中，用于對印刷電路板上的電子元件進行釬焊，所說的熔融釬料合金保持在240℃。對電路板上的電子元件進行的表觀檢查表明未出現(xiàn)熱損傷或劣化。根據(jù)本發(fā)明的表1中的其它釬料合金可以用相同的方式用于釬焊。由于表1所示的所有的根據(jù)本發(fā)明的釬料合金都具有210℃或更低的液相線溫度，因而可以在250℃或更低的熔融釬料合金的溫度(釬焊溫度)進行浸焊。因此，可以消除或減少對電子元件的熱損傷。還注意到這些合金的固相線溫度高達180℃或更高，從而使凝固溫度范圍很窄，因此可確保釬焊接頭處的熔融釬料合金在釬焊后短時間內(nèi)快速凝固，開裂現(xiàn)象減少了。表1</tables>(注)*傳統(tǒng)的無鉛Sn基釬料合金(比較例)(合金序號1～11為本發(fā)明例)*a在特開平7-1178(1995)中描述的釬料合金*b在特開平7-40079(1995)中描述的釬料合金*c在特開平7-51883(1995)中描述的釬料合金1M.T.＝熔化溫度；S.T.＝固相線溫度；L.T.＝液相線溫度2共晶合金當使用另外還含有P的合金No.3的熔融態(tài)合金進行浸焊時，如上所述，可以防止釬料熔池中鋅的氧化，因此減少了從熔池中去除氧化產(chǎn)物的次數(shù)。所有根據(jù)本發(fā)明的表1中的釬料合金具有至少5kgf/mm2的拉伸強度和至少10％的延伸率(除合金No.4外具有至少20％的延伸率)。因此，這些釬料合金可形成具有足夠結(jié)合強度的釬焊接頭，并且能令人滿意地通過塑性加工形成線材，在經(jīng)受沖擊時釬焊接頭不會開焊。相反，傳統(tǒng)的無鉛釬料合金具有210℃以上的液相線溫度，和/或小于5kgf/mm2的拉伸強度或小于10％的拉伸率。實施例2本實施例描述根據(jù)第一個實施方案的另外含有Ni以及含或不含Ag、Cu、Bi、In和/或P的Sn-Zn合金。表2中給出了所制備的釬料合金的成分以及拉伸強度、延伸率和熔化溫度(固相線和液相線溫度)的值，這些值的確定方法與實施例1中所述的相同。把表2所示的熔融合金No.1倒入自動浸焊裝置的釬料池中，用于對印刷電路板上的電子元件進行釬焊，所說的熔融釬料合金保持在240℃。對電路板上的電子元件進行的表觀檢查表明未出現(xiàn)熱損傷或劣化的跡象。如表2中可以看出，由于該表中所示的所有的釬料合金都具有210℃或更低的液相線溫度，因而可以在250℃或更低的熔融釬料合金溫度(釬焊溫度)進行浸焊。因此，可以消除或減少對電子元件的熱損傷。還注意到這些合金的固相線溫度高達至少180℃，從而使凝固溫度范圍窄，因此可確保釬焊接頭的熔融釬料合金在釬焊后短時間內(nèi)快速凝固，減少開裂現(xiàn)象。表2(注)1M.T.＝熔化溫度；S.T.＝固相線溫度；L.T.＝液相線溫度合金No.3、11和13含有P，當以熔融態(tài)使用這些合金進行浸焊時，可以防止釬料熔池中鋅的氧化，因此減少了從熔池中去除氧化產(chǎn)物的次數(shù)。表2中所示的所有釬料合金具有至少5kgf/mm2的拉伸強度和至少20％的延伸率。這樣，這些釬料合金可形成具有足夠結(jié)合強度的釬焊接頭，并且能令人滿意地通過塑性加工形成線材，并且在經(jīng)受沖擊時釬焊接頭不會開焊。實施例3本實施例描述根據(jù)第二個實施方案的另外含有Ag以及較大量的Bi以及任選的P的Sn-Zn合金。表3中表示了所制備的釬料合金的成分以及拉伸強度、延伸率和熔化溫度(固相線溫度、峰值溫度和液相線溫度)的值，這些值的確定方法與實施例1中所述的方法相同。表3</tables>(注)1M.T.＝熔化溫度；S.T.＝固相線溫度；P.T.＝峰值溫度；L.T.＝液相線溫度把表3中所示的合金No.1的熔融合金倒入自動浸焊裝置的釬料池中，用于對印刷電路板上的電子元件進行釬焊，釬料合金的溫度保持在250℃。對電路板上的電子元件進行的表觀檢查表明未出現(xiàn)熱損傷或劣化的跡象。從表3中可以看出，由于該表中所示的所有的釬料合金都具有200℃以下的液相線溫度，因而可以在250℃或更低的熔融釬料合金溫度(釬焊溫度)進行浸焊。因此，可以消除或減少對電子元件的熱損傷。這些合金的固相線溫度相對較低(在134℃-164℃之間)，但合金基本凝固的峰值溫度在176℃-189℃之間，比它們各自的固相線溫度高得多。因此，雖然固相線溫度低，但合金在釬焊后可在短時間內(nèi)基本凝固，可減少釬焊接頭因振動或沖擊而可能發(fā)生的開裂現(xiàn)象。合金No.3、6和7含有P，當以熔融態(tài)使用這些合金進行浸焊時，可以防止釬料熔池中鋅的氧化，因此減少了從熔池中去除氧化產(chǎn)物的次數(shù)。表3中所示的所有釬料合金具有至少10kgf/mm2的拉伸強度和至少10％的延伸率。這樣，這些釬料合金可形成具有足夠結(jié)合強度的釬焊接頭，并且能通過塑性加工形成線材，在經(jīng)受沖擊時釬焊接頭不會開焊。雖然根據(jù)本發(fā)明的釬料合金都是無鉛的Sn基合金，但是它們或是如實施例1和2所述的具有低于210℃的液相線溫度和高于180℃的固相線溫度，或是如實施例3所述的具有低于200℃的液相線溫度和高于170℃的峰值溫度，從而得到了液相線溫度與固相線溫度或峰值溫度之間的較窄的凝固溫度范圍。因此，可以消除或減少對電子元件的熱損傷，并且減少由這些合金形成的釬焊接頭在經(jīng)受沖擊時的開裂現(xiàn)象。此外，這些釬料合金具有至少5kgf/mm2的拉伸強度和至少10％的延伸率，足以形成高的結(jié)合強度，可在經(jīng)受沖擊時防止釬焊接頭開焊，并且能使合金通過塑性加工形成線材。這樣，根據(jù)本發(fā)明的無鉛釬料合金可以令人滿意地替代目前用于釬焊電子元件的傳統(tǒng)的釬料合金Sn-Pb合金，從而防止地下水的污染。熟悉該技術(shù)的那些人將會理解到，可對上述有關(guān)實施方案所述的本發(fā)明進行很多的調(diào)整和變更而不背離已描述的本發(fā)明的主旨和范圍。權(quán)利要求1.一種無鉛的釬料合金，基本上由以下成分組成2-10重量％的Zn，0.01-1重量％的Ni、0.05-3.5重量％的Ag以及0.1-3重量％的Cu中的至少一種，0-30重量％的Bi，0-3重量％的In，0-1重量％的P，其余為Sn，所說的釬料合金具有至少5kgf/mm2的拉伸強度和至少10％的延伸率。2.一種無鉛的釬料合金，基本上由以下成分組成7-10重量％的Zn，0.01-1重量％的Ni、0.1-3.5重量％的Ag以及0.1-3重量％的Cu中的至少一種，0-6重量％的Bi，0-3重量％的In，0-1重量％的P，其余為Sn。3.根據(jù)權(quán)利要求2的無鉛釬料合金，含有0.2-6重量％的Bi，0.5-3重量％的In中的一種或二種。4.根據(jù)權(quán)利要求2的無鉛釬料合金，含有0.001-1重量％的P。5.根據(jù)權(quán)利要求3的無鉛釬料合金，含有0.001-1重量％的P。6.根據(jù)權(quán)利要求2的無鉛釬料合金，基本上由以下成分組成7-10重量％的Zn，0.1-3.5重量％的Ag和0.1-3重量％的Cu中的一種或二種，0-6重量％的Bi，0-3重量％的In，0-1重量％的P，其余為Sn。7.根據(jù)權(quán)利要求6的無鉛釬料合金，含有0.2-6重量％的Bi和0.5-3重量％的In中的一種或二種。8.根據(jù)權(quán)利要求6的無鉛釬料合金，含有0.001-1重量％的P。9.根據(jù)權(quán)利要求7的無鉛釬料合金，含有0.001-1重量％的P。10.根據(jù)權(quán)利要求2的無鉛釬料合金，具有至少5kgf/mm2的拉伸強度和至少10％的延伸率。11.根據(jù)權(quán)利要求2的無鉛釬料合金，具有210℃或更低的液相線溫度和180℃或更高的固相線溫度。12.一種無鉛釬料合金，基本上由以下成分組成2-10重量％的Zn，10-30重量％的Bi，0.05-2重量％的Ag，0-1重量％的P，其余為Sn。13.根據(jù)權(quán)利要求12的無鉛釬料合金，含有0.001-1重量％的P。14.根據(jù)權(quán)利要求12的無鉛釬料合金，具有至少10kgf/mm2的拉伸強度和至少10％的延伸率。15.根據(jù)權(quán)利要求12的無鉛釬料合金，具有200℃或更低的液相線溫度和170℃或更高的峰值溫度。全文摘要一種具有較低熔化溫度并適用于釬焊電子元件的無鉛釬料合金,基本上由以下成分組成:7—10重量%的Zn;0.01—1重量%的Ni、0.1—3.5重量%的Ag以及0.1—3重量%的Cu中的至少一種;任選的是含有0.2—6重量%的Bi、0.5—3重量%的In和0.001—1重量%的P中的至少一種;其余為Sn。另一種此類無鉛釬料合金基本上由以下成分組成:2—10重量%的Zn;10—30重量%的Bi;0.05—2重量%的Ag;任選的是含有0.001到1重量%的P,其余為Sn。這些釬料合金具有至少5kgf/mm文檔編號B23K35/26GK1198117SQ9619728公開日1998年11月4日申請日期1996年9月26日優(yōu)先權(quán)日1995年9月29日發(fā)明者村田敏一,野口博司,岸田貞雄,田口稔孫,淺野省三,大石良,堀隆志申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社,千住金屬工業(yè)株式會社