一种耐腐蚀锌基无铅焊料合金及其制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115647658A(43)申请公布日2023.01.31(21)申请号202211361680.0(22)申请日2022.11.02(71)申请人贵研铂业股份有限公司地址650000云南省昆明市市辖区高新技术开发区科技路988号（昆明贵金属研究所)(72)发明人付全熊智罗冬李奇颖张健康马丽华刘毅胡小武陈斌江雄心(74)专利代理机构昆明今威专利商标代理有限公司53115专利代理师赛晓刚(51)Int.Cl.B23K35/40(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称一种耐腐蚀锌基无铅焊料合金及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种耐腐蚀锌基无铅焊料合金及其制备方法，该焊料合金包括：Sn10‑40wt％、高熵合金CrFeCoNiCu0.1‑5wt％、余量为Zn；该焊料合金通过先将适量的纯金属Sn、高熵合金以及纯金属Zn放入石墨坩埚中并电阻炉中进行熔炼，再将熔炼而成的合金施加超声辅助搅拌并浇铸于模具中进行空冷、凝固的方式得到。本发明显著提升了锌基无铅焊料的耐腐蚀性，也拓宽了超声搅拌对合金耐腐蚀性方面所起的作用，使得锌基焊料合金有着十分广阔的应用前景。CN115647658ACN115647658A权利要求书1/1页1.一种耐腐蚀锌基无铅焊料合金，其特征在于：该焊料合金包括：Sn10‑40wt％、高熵合金CrFeCoNiCu0.1‑5wt％、余量为Zn；该焊料合金通过先将适量的纯金属Sn、高熵合金以及纯金属Zn放入石墨坩埚中并电阻炉中进行熔炼，再将熔炼而成的合金施加超声辅助搅拌并浇铸于模具中进行空冷、凝固的方式得到。2.根据权利要求1所述的耐腐蚀锌基无铅焊料合金，其特征在于：该焊料合金包括：30wt％的Sn、1wt％的高熵合金CrFeCoNiCu和69wt％的Zn。3.一种根据权利要求1或2所述的一种耐腐蚀锌基无铅焊料合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤，步骤S1，按质量比称取10‑40wt％的纯金属Sn、0.1‑5wt％的高熵合金CrFeCoNiCu以及余量的纯金属Zn；步骤S2，将称取的金属物料放入石墨坩埚，在将石墨坩埚放入电阻炉中进行熔炼；步骤S3，将步骤S2所熔炼而成的合金施加超声辅助搅拌，并浇铸于模具中进行空冷、凝固得到该焊料合金。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中，剩余的纯金属物料与高熵合金CrFeCoNiCu置于充满保护性气体氛围的电阻炉中进行熔炼，熔炼温度550‑570℃，熔炼时间2‑3h，并在熔炼过程中进行间歇式搅拌以及除渣。5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述步骤S3中，超声搅拌作用时间30s，超声功率600W，变幅杆杆头处于坩埚内熔体液面下15mm。6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述步骤S3中，模具的材质为Al2O3且模具预热至220℃。7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述步骤2中，在熔炼过程中，搅拌除渣间隔时间为30min，以确保金属成分在熔炼进行的过程中均匀分布。8.根据权利要求3‑7任一项所述的制备方法，其特征在于：所述的保护性气体为氮气。2CN115647658A说明书1/4页一种耐腐蚀锌基无铅焊料合金及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及电子封装与材料技术领域，涉及一种耐腐蚀锌基无铅焊料合金及其制备方法，尤其涉及一种在超声辅助搅拌作用下制得的耐腐蚀锌基无铅焊料及其制备方法。背景技术[0002]近年来，电子元器件的迅速发展，相应的工作环境也变得更加复杂，对其连接材料提出了更为苛刻的要求，普通的低温焊料已经无法满足电子元器件在高温环境工作的需求，因此，提高焊料合金的熔点，寻找更优的焊料合金是推进电子元器件发展的有效方法之一。[0003]高温焊料合金在工业上指熔化范围在270‑350℃的焊料合金，由于其较高的熔点，能够抵抗恶劣的热环境，能够满足电子元器件的在高温环境下工作的需求。[0004]现阶段，常用的高温无铅焊料合金主要有Au基合金、Bi基合金以及Zn基合金。前两者有着比较明显的劣势，不利于广泛应用。而Zn基合金具有良好的力学性能及延展性，在高温和高湿条件下也展现出优异的电性能和抗氧化性能，同时价格并不昂贵，有很大的应用潜力。但Zn化学性质较为活泼，易氧化，腐蚀性能较差，在特殊环境下，容易造成焊点的可靠性低，不利于大规模应用。发明内容[0005]本发明的目的在于提供一种耐腐蚀锌基无铅焊料合金及其制备方法，该焊料有着优异的耐腐蚀性，为锌基焊料合金在特殊环境下的应用提供了新思路，拓宽了前景。[0006]本发明实现上述目的技术方案为：[0007]一种耐腐蚀锌基无铅焊料合金，成分按质量比计，其中Sn10‑40wt％、高熵合金CrFeCoNiCu0.