CN106031963A

CN106031963A - 一种无铅无银锡条及其制备方法

Info

Publication number: CN106031963A
Application number: CN201510106132.7A
Authority: CN
Inventors: 李姗; 龙斌; 魏河; 柴庆文; 苏秋华; 张春慧; 梁小伟; 林展羽; 罗星; 李佐杰; 王灵芝; 李义成; 伍玉
Original assignee: ZHONGSHAN TIN-KING Co Ltd
Current assignee: ZHONGSHAN TIN-KING Co Ltd
Priority date: 2015-03-11
Filing date: 2015-03-11
Publication date: 2016-10-19

Abstract

本发明公开了一种无铅无银焊锡条及其制备方法，该锡条含有0.001～2.2wt％的钴，0.45～0.55wt％的铜,0～0.2wt％的镍，7.0～9.0wt％的铋，0～0.3wt％的磷，0～0.01wt％的锗，其余为锡。本发明的钎料中无铅无银，使用钴(Co)和铋(Bi)合金，降低焊锡条熔点温度到186～217和焊接温度到196～227的同时，提高了焊点的硬度，改善了其易脆的问题，熔点低，元件经过波峰焊时，元器件破裂现象大量减少，且在焊接时可防治焊锡合金氧化，抑制锡渣碎屑的产生，减少了锡渣，在保证无铅焊锡条合金的良好焊接性能基础上，大大降低了企业生产成本，具有良好的经济效益。

Description

一种无铅无银锡条及其制备方法

【技术领域】

本发明属于合金导电材料技术领域，具体涉及一种无铅无银锡条及其制备方法。

【背景技术】

常用的锡铅合金钎料，因铅及其化合物对人体的危害和对环境的污染，被世界多国立法禁用，现已被无铅锡条取代，使用环保型的焊锡材料已成为行业趋势。但目前无铅钎料使用中，一个主要技术问题是钎料熔点和焊接工艺温度偏高，且添加其他材料的使得成本偏高，使得许多电子元器件和材料的使用面临成本和材料的选择问题。

目前的Sn-Ag(包含Sn-Ag-Cu)系列，如Sn3.5Ag0.3,Sn95.5Ag4.0Cu0.5,Sn99.2Ag0.1Cu0.7等，其最低熔点仍有220℃左右，均难以和SnPb钎料的低温相比，且银的价格居高不下，给生产成本带来巨大压力，也有加入铋金属，用以降低焊点温度，但SnBi合金物理性质偏脆难以加工，且上述配比钎料锡渣量偏多，浪费成本，焊接后元器件破裂的偏多，焊接品质难以保证。

【发明内容】

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种熔点较低，对环境无污染，无铅无银的焊锡条，焊接时对电子元器件热影响小，减少了锡渣的产生，改善焊接元器件破裂的不良，节省了原材料成本。

本发明技术方案如下：

一种无铅无银焊锡条，其特征在于：含有0.001～2.2wt％的钴，0.45～0.55wt％的铜,0～0.2wt％的镍，7.0～9.0wt％的铋，0～0.3wt％的磷，0～0.01wt％的锗，其余为锡。

本发明的一种无铅无银焊锡条，其特征在于还含有0.005～0.15wt％镍，0.2～0.25wt％磷和0.006～0.01wt％的锗中的一种或几种。

本发明的一种无铅无银焊锡条，其特征在于含有0.18～2.2wt％的钴，0.45～0.55wt％的铜,0.005～0.15wt％的镍，7.0～8.8wt％的铋，0.2～0.25wt％的磷，其余为锡。

本发明的一种无铅无银焊锡条，其特征在于含有1.8wt％的钴，0.49wt％的铜,7.8wt％的铋，0.23wt％的磷，其余为锡。

本发明的一种无铅无银焊锡条，其特征在于含有1.5～2.1wt％的钴，0.45～0.51wt％的铜,8.0～8.8wt％的铋，0～0.25wt％的磷，0.1～0.18wt％的镍，其余为锡。

本发明的一种无铅无银焊锡条，其特征在于含有2.1wt％的钴，0.51wt％的铜,0.18wt％的镍，8.8wt％的铋，其余为锡。

一种上述的无铅无银焊锡条的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

先把锡熔化到390-400℃，保温搅拌20-25min，搅拌完成后捞出锡渣，添加铋继续搅拌10-15min，添加磷搅拌10-15min，添加铜、钴、镍搅拌10-15min，添加锗搅拌2-3min，取样检测以上成份合格，降温至300-340℃左右开始成形一种中温无铅无银焊锡条。

本发明相对于现有技术，有以下优点：

本发明的钎料中无铅无银，使用钴(Co)和铋(Bi)合金，降低焊锡条熔点温度到186～217和焊接温度到196～227的同时，提高了焊点的硬度，改善了其易脆的问题，熔点低，元件经过波峰焊时，元器件破裂现象大量减少，且在焊接时可防治焊锡合金氧化，抑制锡渣碎屑的产生，减少了锡渣，在保证无铅焊锡条合金的良好焊接性能基础上，大大降低了企业生产成本，具有良好的经济效益。

【具体实施方式】

下面结合具体实施例对本发明作进一步描述：

实施例1:

一种无铅无银锡条，以重量百分比计，其配方组成为：

制备方法：先把锡熔化到400℃，保温搅拌25min，搅拌完成后捞出锡渣，添加铋继续搅拌10min，添加磷搅拌10min，添加铜、钴、镍搅拌10-15min，添加锗搅拌2-3min，取样检测以上成份合格，降温至340℃左右开始成形一种无铅无银锡条。

实施例2:

一种无铅无银锡条，以重量百分比计，其配方组成为：

制备方法：先把锡熔化到400℃，保温搅拌25min，搅拌完成后捞出锡渣，添加铋继续搅拌10min，添加磷搅拌10min，添加铜、钴搅拌10-15min，添加锗搅拌2-3min，取样检测以上成份合格，降温至340℃左右开始成形一种无铅无银锡条。

实施例3:

一种无铅无银锡条，以重量百分比计，其配方组成为：

制备方法：先把锡熔化到400℃，保温搅拌25min，搅拌完成后捞出锡渣，添加铋继续搅拌15min，添加磷搅拌10min，添加铜、钴、镍搅拌10-15min，添加锗搅拌2-3min，取样检测以上成份合格，降温至340℃左右开始成形一种无铅无银锡条。

实施例4:

一种无铅无银锡条，以重量百分比计，其配方组成为：

制备方法：先把锡熔化到390℃，保温搅拌20min，搅拌完成后捞出锡渣，添加铋继续搅拌15min，添加磷搅拌15min，添加铜、钴、镍搅拌15min，添加锗搅拌2min，取样检测以上成份合格，降温至300℃左右开始成形一种无铅无银锡条。

实施例5-11：

无铅无银锡条，以重量百分比计，其配方组成如下：

实施例5-11的制备方法为：

先把锡熔化到390-400℃，保温搅拌20-25min，搅拌完成后捞出锡渣，添加铋继续搅拌10-15min，添加磷搅拌10-15min，添加铜、钴和/或镍搅拌10-15min，或添加锗搅拌2-3min，取样检测以上成份合格，降温至300-340℃左右开始成形一种中温无铅无银焊锡条。

实施例1-11与比较例的检测结果如表1所示：

表1：温度测定(固相线175以上，液相线184以上)：

表2：客户使用温度对比(使用温度接近245℃)：

表3：客户使用后产锡渣量对比(锡渣量小于3)：

表4：客户使用后元器件破裂对比(8H内不良率小于32)：

通过以上测试结果可知：使用了无银含钴(Co)和铋(Bi)的配方，可降低无铅焊锡料的温度，降低客户使用中焊点的温度，保护了电子元器件，抑制无铅焊锡料使用中锡渣的产生，大大降低元器件焊接后破裂的产生。

Claims

1.一种无铅无银焊锡条，其特征在于：含有0.001～2.2wt％的钴，0.45～0.55wt％的铜,0～0.2wt％的镍，7.0～9.0wt％的铋，0～0.3wt％的磷，0～0.01wt％的锗，其余为锡。

2.根据权利要求1所述的一种无铅无银焊锡条，其特征在于还含有0.005～0.15wt％镍，0.2～0.25wt％磷和0.006～0.01wt％的锗中的一种或几种。

3.根据权利要求2所述的一种无铅无银焊锡条，其特征在于含有0.18～2.2wt％的钴，0.45～0.55wt％的铜,0.005～0.15wt％的镍，7.0～8.8wt％的铋，0.2～0.25wt％的磷，其余为锡。

4.根据权利要求2所述的一种无铅无银焊锡条，其特征在于含有1.8wt％的钴，0.49wt％的铜,7.8wt％的铋，0.23wt％的磷，其余为锡。

5.根据权利要求2所述的一种无铅无银焊锡条，其特征在于含有1.5～2.1wt％的钴，0.45～0.51wt％的铜,8.0～8.8wt％的铋，0～0.25wt％的磷，0.1～0.18wt％的镍，其余为锡。

6.根据权利要求2所述的一种无铅无银焊锡条，其特征在于含有2.1wt％的钴，0.51wt％的铜,0.18wt％的镍，8.8wt％的铋，其余为锡。

7.一种权利要求1-7中任一种无铅无银焊锡条的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

先把锡熔化到390-400℃，保温搅拌20-25min，搅拌完成后捞出锡渣，添加铋继续搅拌10-15min，添加磷搅拌10-15min，添加铜、钴、镍搅拌10-15min，添加锗搅拌2-3min，取样检测以上成份合格，降温至300-340℃开始成形一种中温无铅焊锡条。