一种Sn-Bi-In-Zn合金无铅焊料及其制备方法和应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113146092A(43)申请公布日2021.07.23(21)申请号202110297041.1(22)申请日2021.03.19(71)申请人湖南大学地址410082湖南省长沙市岳麓区麓山南路2号(72)发明人徐先东张天宇陈江华(74)专利代理机构长沙市融智专利事务所(普通合伙)43114代理人钟丹魏娟(51)Int.Cl.B23K35/26(2006.01)B23K35/40(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种Sn-Bi-In-Zn合金无铅焊料及其制备方法和应用(57)摘要本发明公开了Sn‑Bi‑In‑Zn无铅焊料及其制备方法，所述Sn‑Bi‑In‑Zn无铅焊料，按质量百分比计，其成份组成如下：Sn45.00‑50.00％，Bi15.00‑17.00％，In31.00‑33.00％，Zn3.00‑7.00％。本发明采用Sn、Bi、In、Zn四种低熔点元素，将其放在感应熔炼炉中进行熔炼，得益于焊料中四种低熔点金属元素的相互作用，形成三种不同的“相”，In0.2Sn0.8、BiIn2、Zn，其中形成了熔点比较低的BiIn2相，使其熔点比较低，使得Sn‑Bi‑In‑Zn无铅焊料拥有良好的润湿性能，导电性以及钎焊性能，适合用于3DIC焊接工艺，如丝网印刷形成微凸点，BGA,C‑4焊球，回流焊和SMT组装等，应用领域广阔。CN113146092ACN113146092A权利要求书1/1页1.一种Sn‑Bi‑In‑Zn无铅焊料，其特征在于：所述Sn‑Bi‑In‑Zn无铅焊料，按质量百分比计，其成份组成如下：Sn45.00‑50.00％，Bi15.00‑17.00％，In31.00‑33.00％，Zn3.00‑7.00％。2.根据权利要求1所述的所述一种Sn‑Bi‑In‑Zn无铅焊料，其特征在于：所述Sn‑Bi‑In‑Zn无铅焊料，按质量百分比计，其成份组成如下：Sn45.23‑49.63％，Bi15.77‑16.17％，In31.57‑32.37％，Zn3.04‑3.04％。3.根据权利要求1所述的所述一种Sn‑Bi‑In‑Zn无铅焊料，其特征在于：所述Sn‑Bi‑In‑Zn无铅焊料，按质量百分比计，其成份组成如下：Sn49.63％，Bi15.77％，In31.57％，Zn3.04％。4.根据权利要求1所述的所述一种Sn‑Bi‑In‑Zn无铅焊料，其特征在于：所述Sn‑Bi‑In‑Zn无铅焊料，按质量百分比计，其成份组成如下：Sn47.46％，Bi15.96％，In31.97％，Zn4.61％。5.根据权利要求1所述的所述一种Sn‑Bi‑In‑Zn无铅焊料，其特征在于：所述Sn‑Bi‑In‑Zn无铅焊料，按质量百分比计，其成份组成如下：Sn45.23％，Bi16.17％，In32.37％，Zn3.04％。6.根据权利要求1‑5任意一项所述的一种Sn‑Bi‑In‑Zn无铅焊料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：按设计比例配取Sn、Bi、In、Zn；倒入坩埚中，然后进行熔炼获得熔体，浇筑即得Sn‑Bi‑In‑Zn无铅焊料。7.根据权利要求6所述的一种Sn‑Bi‑In‑Zn无铅焊料的制备方法，其特征在于：将Zn、Bi、Sn、In按从下至上的顺序依次倒入坩埚中。8.根据权利要求6所述的一种Sn‑Bi‑In‑Zn无铅焊料的制备方法，其特征在于：所述熔炼在氩气气氛下进行，氩气气氛的压力为0.03～0.04MP。9.根据权利要求6所述的一种Sn‑Bi‑In‑Zn无铅焊料的制备方法，其特征在于：所述熔炼过程为，先将控制熔炼电流在160～180A，预热2～3min，再将熔炼电流调整为190～200A加热4～5min。10.根据权利要求1‑5任意一项所述的一种Sn‑Bi‑In‑Zn无铅焊料的应用，其特征在于：将所述Sn‑Bi‑In‑Zn无铅焊料应用于3DIC焊接。2CN113146092A说明书1/4页一种Sn‑Bi‑In‑Zn合金无铅焊料及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明属于焊接材料技术领域，具体涉及一种Sn‑Bi‑In‑Zn无铅焊料及其制备方法和应用。背景技术[0002]随着5g技术的快速发展，远程办公与网上授课成为了可能。人们对身边的智能移动设备有了更高的需求，例如拥有更多的功能，更快的响应速度，更小的空间以及更便宜的价格，使电子封装制造行业面临着严峻的挑战。[0003]另外摩尔定律Moore'sLaw在小型化方面的趋势正在接近极限，因为随着硅片上线路密度的增加，其复杂性和容错率也将呈现指数增长，一旦芯片上线条的宽度达到纳米级数量级时，相当于只有几个分子的大小，这种情况下材料的物理，化学性能将发生质的变化，导致半导体器件不