低熔点无铅焊料及其制备方法.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CN107052613A(43)申请公布日2017.08.18(21)申请号201611083197.5(22)申请日2016.11.30(71)申请人安徽华众焊业有限公司地址230601安徽省合肥市经济技术开发区莲花路西，天门路东莲花企业园(72)发明人曹立兵(74)专利代理机构北京联瑞联丰知识产权代理事务所(普通合伙)11411代理人郑自群(51)Int.Cl.B23K35/26(2006.01)B23K35/40(2006.01)权利要求书1页说明书3页(54)发明名称低熔点无铅焊料及其制备方法(57)摘要本发明提出了一种低熔点无铅焊料及其制备方法，包括以下原料制成：锌5～10wt％、镍0.1～0.2wt％、铜0.3～0.5wt％、铋2～4wt％与石墨烯0.6～2.4wt％，余量为锡，余量为锡。制备方法：1)将纯锌锭、纯镍锭、纯铜锭、纯铋锭以及纯锡锭封装在真空石英管中，然后充入高纯度的氮气保护性气体；2)将步骤1)中封装好的原料放入反应炉中熔炼热处理，完全熔化后的熔液；3)将石墨烯进行球磨，将球磨后的粉末取出，加入步骤2)的熔液中进行搅拌，然后置于惰性气体保护箱中冷却至室温，再装入模具中热压烧结，烧结后再挤压加工成型，即得。该焊料具有很好的焊点结合强度，同时能够具有较好抗氧化性，熔点低适合电子产品的轻、薄、短、小化发展趋势。CN107052613ACN107052613A权利要求书1/1页1.一种低熔点无铅焊料，其特征在于，按照重量百分数计算，包括以下原料制成：锌5～10％、镍0.1～0.2％、铜0.3～0.5％、铋2～4％与石墨烯0.6～2.4％，余量为锡。2.根据权利要求1所述的低熔点无铅焊料，其特征在于，按照重量百分数计算，包括以下原料制成：锌7％、镍0.15％、铜0.4％、铋3％与石墨烯1.8％，余量为锡。3.根据权利要求1或2所述的低熔点无铅焊料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将纯锌锭、纯镍锭、纯铜锭、纯铋锭以及纯锡锭封装在真空石英管中，然后充入高纯度的氮气保护性气体；2)将步骤1)中封装好的原料放入反应炉中熔炼热处理，完全熔化后的熔液；3)将石墨烯置于搅拌式球磨机中，充入液氮至完全浸没磨球后，进行球磨，将球磨后的粉末取出，加入步骤2)的熔液中进行搅拌，然后置于惰性气体保护箱中冷却至室温，再装入模具中热压烧结；4)将热压烧结后的坯体挤压加工成型，即得。4.根据权利要求3所述的低熔点无铅焊料的制备方法，其特征在于，所述步骤1)真空石英管的真空度达到2.5Pa以下，充入高纯度的氮气保护性气体至1.1～1.3×105Pa。5.根据权利要求3所述的低熔点无铅焊料的制备方法，其特征在于，所述步骤2)熔炼热处理的温度为600～700℃。6.根据权利要求3所述的低熔点无铅焊料的制备方法，其特征在于，所述步骤3)热压烧结的压力为60～70MPa，温度620～670℃，时间为2.0～3.0h。7.根据权利要求6所述的低熔点无铅焊料的制备方法，其特征在于，所述步骤3)球料比为6～8:1。2CN107052613A说明书1/3页低熔点无铅焊料及其制备方法技术领域[0001]本发明属于焊接材料技术领域，具体涉及一种低熔点无铅焊料及其制备方法。背景技术[0002]Sn-Pb焊料在电子工业的应用已有相当长的时间，由于它具有较低的熔点、较高的性价比以及易获得性，使其成为最主要的低温焊料体系，被广泛用于有色金属、食品容器、建筑、机械以及管道装置的焊接等领域。然而，随着信息时代的到来，电子产品层出不穷，这些电子产品在造福人类的同时，其所含有的铅也日益污染生态环境和人类的身体健康。我国政府也及时制定了《电子信息产品生产污染防治管理办法》，并于2006年7月开始执行。[0003]当前业界比较认可的无铅焊料主要是Sn-Ag-Cu系和Sn-Bi系，尤以前者为代表。因为Sn-Ag-Cu系合金焊料容易获得，技术问题较少，与传统焊料的相容性好，焊点的可靠性高。但是应用Sn-Ag-Cu系合金焊料完全取代锡铅系焊料是不现实的，除去成本因素，最主要的是Sn-Ag-Cu系焊料的熔点高于锡铅系焊料，导致焊接温度上升。[0004]Sn-Zn系焊料是目前在电子封装工业中替代Sn-Pb焊料的一种无铅焊料，与Sn-Pb共晶焊料的熔点十分接近，因此引起了人们的关注。对Sn-Zn系焊料人们对其进行了多方面的研究，也获得了很多实质性的进展和成就，但在实际中也显示了一些不足之处。Sn-Zn系焊料与基板的结合强度和焊点的可靠性较差。此外，Zn是极易氧化的元素，含Zn较多的熔体表面更容易形成氧化物，且形成的氧化物没有保护熔体的作用，从而导致焊料的抗氧化性较差，限制了焊料合金的应用。发明内容[0005]本发