一种高性能锡铜无铅电子钎料 【技术领域】
本发明涉及焊接技术领域中电子行业使用的无铅电子钎料。
背景技术
在电子行业中，广泛使用传统的Sn63Pb软钎料来制备线路板和焊接电子元器件。由于Sn63Pb软钎料中的铅含有毒性，有损环保和对人体健康不利。为此人们近年来研制出了很多无铅钎料，如《浙江冶金》2002第一期发表的“Sn-Cu-Ag-In无铅钎料的研制”文章中披露的Sn96-Cu-Ag-In无铅钎料，2003年4月“锡焊料行业厂长联络网络成立十周年会议”的会议资料《国内外无铅钎料发展综述》中介绍的日本Nihon公司生产的Sn0.7(Cu+Ni)无铅钎料。这些无铅钎料虽都有效地克服了传统的Sn63Pb软钎料的毒性这一缺点，各项性能指标也有所改善，但也不尽理想。
【发明内容】
本发明的目的是对上述无铅钎料进行改进，提供另一种具有更好的物理性能和焊接性能的锡铜无铅电子钎料。
本发明的锡铜无铅电子钎料是在原有Sn0.7(Cu+Ni)无铅钎料的基础上，采取有针对性的加入多种微量改性添加元素的方式制备出的无铅钎料。其组份配比为(重量百分比)：Cu：0.66～0.82，Ni：0.02～0.03，P：0.001～0.002，Ti：0.0005～0.0009，Ce组混合稀土元素RE：0.001～0.01，Ga：0.0001～0.0002，Ag：0.01～0.5，Sn：余量。
在本锡铜无铅电子钎料中，适当范围的Ce组混合稀土元素RE作为一种表面活性元素，通过改善钎料的润湿性、减小润湿角，从而提高了钎料的扩展率；同时通过形成更多地晶核细化钎料的晶粒度，使钎料延伸率指标得到有效的提高；Ti、Ag通过形成多种金属间化合物(Ag3Sn等)在合金中的弥散分布形成更有效的强化相；从而可提高抗拉强度：通过P、Ti元素的“集肤效应”和Ga元素的牺牲性保护作用，提高了钎料的抗氧化性能。
与前述现有同类产品相比，本发明采用了多元素复合添加合金，大大改善了钎料的物理性能和焊接性能。其抗拉强度、延伸率超过传统的Sn63Pb，延伸率最低值为37.7％，高出现有的Sn63Pb钎料10.5个百分点。与日本产品Sn0.7(Cu+Ni)在同等条件下相比较，其扩展率高出2.8～3.8个百分点(高出比例≮3.5％)；抗拉强度高出13.7Mpa(高出比例42.8％)，电阻率低0.021μΩm(降低比例16.2％)；其熔点为221℃，降低了6℃。且具有更好的经济性—与现有公认为综合性能较好的Sn3.5Ag相比，各项指标相当接近，抗拉强度提高幅度30％，且价格指数仅为Sn3.5Ag的60％，更具有市场竞争力。特别适合于电子行业用“PCB”(印制电路板)组装“焊接”以及厚膜电路等电子元器件组装过程中的波峰焊、浸焊以及手工再流焊工序使用。
本发明的内容结合以下实施例作更进一步的说明。
【具体实施方式】
下面给出本发明的实施例。为便于比较，同时给出了现有的几种无铅钎料的组份和性能指标。
实施例1：(重量百分比) 本产品 (实施例1) Sn0.7(Cu+Ni) Sn-0.7Cu Sn96-Cu -Ag-In 性能 指标 比较产品组分 Cu 0.82 0.68 0.7 2.0～4.0 Ni 0.03 0.02 / / P 0.001 0.002 / / Ti 0.0009 / / / RE 0.01 / / / Ga 0.0001 / / Ag 0.01 / / 0.05～0.3 Sn 99.128 99.298 99.3 余量 In： / / / 0.05～0.3性能指标 熔点(℃) 226.5 227 227 228～245 降低 扩展率(270℃，％) 80.5 77～78 75 / 提高 抗拉强度(MPa) 37.7 32 29.8 37.1 提高 电阻率(μΩm) 0.119 0.13 0.13 / 降低
实施例2：(重量百分比) 本产品 (实施例2) Sn0.7(Cu+Ni) Sn-0.7Cu Sn96-Cu -Ag-In 性能 指标 比较产品组分 Cu： 0.67 0.68 0.7 2.0～4.0 Ni： 0.02 0.02 / / P： 0.002 0.002 / / Ti： 0.0005 / / / RE： 0.001 / / / Ga： 0.0002 / / Ag： 0.5 / / 0.05～0.3 Sn： 98.8063 99.298 99.3 余量 In： / / / 0.05～0.3性能指标 熔点(℃) 221 227 227 228～245 降低 扩展率(270℃，％) 80.8 77～78 75 / 提高 抗拉强度(MPa) 45.7 32 29.8 37.1 提高 电阻率(μΩm) 0.109 0.13 0.13 / 降低