CN1895838A - Sn－Ag－Cu－Cr－X无铅焊料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种Sn－Ag－Cu－Cr－X系无铅焊料及其制备方法，属于锡基无铅焊料的制造技术领域。该焊料的组成及含量按重量计为银：1.0～8.0％，铜：0.2～1.5％，铬：0.05～0.6％，X为磷或/和铝：0.001～0.1％，微量合金元素：0－0.1％，余量为锡，其中，微量合金元素为Ga、Bi、In、Ni、Ge、La、Ce、Sb、Mn、Zn等合金元素中的一种或多种。该合金焊料的制备可采用现有熔炼技术预制Sn－Cu，Sn－Cr，Sn－Ag，Sn－P，Sn－Al中间母合金，再按合金配比熔制无铅焊料合金锭坯。此锭坯可以直接作为焊料应用，也可制成条带丝板或微粉使用，该合金焊料的熔点范围为200～220℃，润湿性良好，抗氧化腐蚀能力强，且具有优异的力学、电学性能。
Description
技术领域
一种改性的Sn-Ag-Cu-Cr系无铅焊料及其制备方法属于锡基无铅焊料的制造技术领域。
背景技术
作为一种新型的无铅电子封装焊料，应具有工艺性能好(熔点低、熔化区间小、润湿性好、抗腐蚀抗氧化性能好、力学性能好、导电性好)、工艺良率高(铺展速度快、焊接成品率高、成渣率高)、焊点可靠性好(焊点结合强度高、抗蠕变性能好)、成本低廉等特点。当前无铅波峰焊已经发展为两个主要的合金体系：Sn-Ag-Cu体系和基于Sn-Cu共晶体系，如按照用户的价值方程式来衡量，二者都存在固有的缺陷。含银3～4％的Sn-Ag-Cu系焊料可提供良好的可靠性和工艺良率，但抗氧化腐蚀性能也不尽人意、贵金属含量高导致成本提高；Sn-Cu共晶体系及其改性合金Sn-Cu-Ni的成本低，但焊接可靠性和工艺良率存在一定问题。当前用量较大、较受欢迎的Sn-Ag-Cu系成为科研人员和生产商的关注重点，因其可以应用于焊料的各种形式，对波峰焊、回流焊及手工焊都有较好的工艺性能。当前由Sn-Ag-Cu系发展的四元焊料主要有：Sn-Ag-Cu-Sb(ITRI推荐焊料，但价格高、熔点也稍高，而且最重要的是Sb具有仅次于Pb的毒性)和Sn-Ag-Cu-Bi(USP4879096和CAP1299471焊料，容易产生焊点剥离)、Sn-Ag-Cu-Ni(USP4758407，抗氧化性稍差)、NCMS推荐使用的Sn-Ag-Cu-Zn，以及中国北京康普锡威推荐使用的Sn-Ag-Cu-Cr焊料(中国专利98101071.7)等，这些四元焊料在一定程度上改善了Sn-Ag-Cu三元焊料，但在某方面还都存有不足(含其他毒性元素或抗氧化性稍差或含脆性相焊点结合不好等)。
发明内容
本发明的目的是提供一种抗氧化抗腐蚀性能良好；熔点、润湿性都较好；机械性能、电性能优良、工艺良率佳、使用可靠的Sn-Ag-Cu-Cr-X无铅焊料及其制备方法。
为实现上述发明目的，本发明采取以下的技术方案：
本发明所述的Sn-Ag-Cu-Cr-X无铅焊料，该焊料的组成及含量按重量百分数计，银：1.0～8.0％，铜：0.2～1.5％，铬：0.05～0.6％，磷或/和铝：0.001～0.1％，微量合金元素：0-0.1％，余量为锡，其中，微量合金元素为Ga、Bi、In、Ni、Ge、La、Ce、Sb、Mn、Zn等合金元素中的一种或多种。
所述的微量合金元素：0-0.1％，就是说，微量合金元素的含量可以为0，但也不排除含有Ga、Bi、In、Ni、Ge、La、Ce、Sb、Mn、Zn等合金元素中的一种或多种，微合金元素含量总量应小于0.1％。
本发明在Sn-Ag-Cu-Cr体系基础上加入了P或/和Al元素，目的在于克服现有技术中存在的问题，得到一种性能完好(抗氧化抗腐蚀性能良好；熔点、润湿性都较好；机械性能、电性能优良)、工艺良率佳、使用可靠的Sn-Ag-Cu-Cr-X无铅焊料。
本发明所述的Sn-Ag-Cu-Cr-X无铅焊料的优选技术方案是：该焊料的组成及含量按重量百分数计，银：1.0～2.5％，铜：0.5～0.8％，铬：0.05～0.25％，磷或/和铝：0.001～0.1％，微量合金元素：0-0.1％，余量为锡。
本发明所述的Sn-Ag-Cu-Cr-X无铅焊料的更优选技术方案是：该焊料的组成及含量按重量百分数计，银：2.5～4.0％，铜：0.2～1.5％，铬：0.1～0.4％，磷或/和铝：0.001～0.1％，微量合金元素：0-0.1％，余量为锡。
本发明所述的Sn-Ag-Cu-Cr-X无铅焊料的最优选技术方案是：该焊料的组成及含量按重量百分数计，银：4.0～8.0％，铜：0.2～1.5％，铬：0.1～0.6％，磷或/和铝：0.001～0.1％，微量合金元素：0-0.1％，余量为锡。
本发明所述Sn-Ag-Cu-Cr-X无铅焊料的制备方法，该方法包括如下的步骤：
1.先按重量百分数计称量，银：3.0～48.0％，余量为锡；铜：0.5～35.0％，余量为锡；铬：1.0～25.0％，余量为锡；磷：0.1～15.0％，余量为锡；或/和铝：1.0～20.0％，余量为锡。
2.再在保护气体气氛或熔盐保护状态，亦或在真空状态下采用现有熔炼方法和设备制备中间母合金：Sn-(0.5～35.0)Cu、Sn-(1.0～25.0)Cr、Sn-(3.0～48.0)Ag、Sn-(1.0～20.0)Al、Sn-(0.1～15.0)P。
3.然后，在电阻炉上按本发明的焊料的组成及重量配比换算成Sn-Cu、Sn-Cr、Sn-Ag、Sn-P或/和Sn-Al中间合金和纯Sn及微量合金元素及其中间合金的重量制备成Sn-Ag-Cu-Cr-X焊料合金锭坯。
本发明所述的Sn-Ag-Cu-Cr-X无铅焊料的制备方法，该方法还包括下述的步骤：
4.将上述3中得到的合金锭坯在300～400℃熔化浇注成条、锭焊料或挤拉轧制成丝、板焊料，也可以雾化制成焊粉作为焊膏基料使用。
本发明中合金元素磷或/和铝的含量应控制在0.001～0.1重量％。高于该范围将提高合金熔点和脆性或降低焊料的润湿性，恶化焊料的综合使用性能；低于该范围，对合金的高温抗氧化腐蚀性有恶化作用。在该范围内合金元素有利于细化晶粒、提高焊点或焊缝结合强度；有利于材料润湿性、提高焊接工艺良率；有利于形成优先氧化致密保护层、提高其抗氧化腐蚀性、降低材料的消耗成本。此外，在本发明专利中还可加入总量小于0.1％的微合金元素Ga、Bi、In、Ni、Ge、La、Ce、Sb、Mn、Zn等中的一种或多种，以期更好的提高该无铅焊料的焊接性能和使用性能。
下面是通过实施例和比较例并结合附图1、2和表1、表2进行详细说明。应该理解的是，表中所述仅仅涉及本发明的优选实施方案，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，各种变化和改进都是可能的。
附图说明
图1为制备本发明的无铅焊料的工艺流程图；
图2为实施例4、5与对比试样在250℃空气氛围条件下的热重(TGA)分析曲线。
具体实施方式
如图1所示，先按中间合金的重量百分数进行原料准备和称量1，再进行中间合金锭坯的中频制备2，然后进行预合金焊料锭坯的制备3，最后进行焊料锭坯的制备4，或者进行条带丝板焊料的制备5，或者焊料粉体的制备6
实施例1 Sn-Ag1.0-Cu0.9-Cr0.6-Al0.001的制备：
按重量百分比计配比，Ag为1.0％、Cu为0.9％、Cr为0.6％、Al为0.001％。其制备过程为：在电阻炉中按重量配比制备Sn-Ag20中间合金5.0kg；在真空中频感应熔化炉中制备Sn-Cu10中间合金5.0kg，Sn-Cr7.5中间合金5.0kg，Sn-Al5.0中间合金5.0kg，Sn-P5.0中间合金5.0kg；制备过程中：①先将称好的纯Sn在电阻炉熔化至500℃，加入称好的Ag条，搅拌熔化至炉温400～500℃，搅拌保温半小时，浇注成方形小锭制备成Sn-Ag20中间合金；②先将称好的纯Sn在真空感应熔化炉中炉熔化至650℃，加入称好的纯Cu片，搅拌熔化至炉温500～600℃，搅拌保温10分钟，浇注成方形小锭制备成Sn-Cu10中间合金；③先将称好的纯Sn在真空中频感应炉中熔化，加入称好的纯Cr块，搅拌熔化至炉温1300～1400℃，搅拌保温半小时，浇注成方形小锭制备成Sn-Cr7.5合金；④先将称好的纯Sn在真空中频感应炉中熔化，加入称好的纯Al块，搅拌熔化至炉温500～600℃，搅拌保温10分钟，浇注成方形小锭制备成Sn-Al5合金；⑤先将称好的纯Sn在高压炉中熔化至500～600℃，浇注入装有红P粉的模具中，待合金凝固后真空重熔搅拌保温10分钟，浇注成方形小锭制备成Sn-P5合金。称取Sn-Ag20中间合金10.0g，Sn-Cu10中间合金18.0g，Sn-Cr7.5中间合金16.00g，Sn-Al5中间合金0.040g，纯Sn155.96g。再将纯Sn在电阻炉中熔化加热至300℃，依次加入Sn-Ag20中间合金、Sn-Cu10中间合金、Sn-Cr7.5中间合金和Sn-Al5中间合金，加热至300℃保温10min，浇注于柱形模具中，待铸锭完全凝固以后再将铸锭重熔至300℃保温10min，拔掉表面氧化渣，浇注于模具中制成锭坯焊料备用。
实施例2 Sn-Ag2-Cu0.7-Cr0.3-Al0.01的制备：
按重量百分比计配比，Ag为2.0％、Cu为0.7％、Cr为0.3％、Al为0.01％。中间合金的制备同例1。称取Sn-Ag20中间合金20.0g，Sn-Cu10中间合金14.0g，Sn-Cr7.5中间合金8.00g，Sn-Al5中间合金0.40g，纯Sn157.6g。再将纯Sn在电阻炉中熔化加热至300℃，依次加入Sn-Ag20中间合金、Sn-Cu10中间合金、Sn-Cr7.5中间合金和Sn-Al5中间合金，加热至300℃保温10min，浇注于柱形模具中，待铸锭完全凝固以后再将铸锭重熔至300℃保温10min，拔掉表面氧化渣，浇注于模具中制成锭坯焊料备用。
实施例3 Sn-Ag2-Cu0.7-Cr0.1-P0.05的制备：
按重量百分比计配比，Ag为2.0％、Cu为0.7％、Cr为0.1％、P为0.05％。中间合金的制备同例1。称取Sn-Ag20中间合金20.0g，Sn-Cu10中间合金14.0g，Sn-Cr7.5中间合金2.70g，Sn-P5中间合金2.0g，纯Sn161.3g。先将纯Sn在电阻炉中熔化加热至300℃，依次加入Sn-Ag20中间合金、Sn-Cu10中间合金、Sn-Cr7.5中间合金和Sn-P5中间合金，加热至300℃保温10min，浇注于柱形模具中，待铸锭完全凝固以后再将铸锭重熔至300℃保温10min，拔掉表面氧化渣，浇注于模具中制成锭坯焊料备用。
实施例4 Sn-Ag3.0-Cu0.5-Cr0.1-P0.005的制备：
按重量百分比计配比，Ag为3.0％、Cu为0.5％、Cr为0.1％、P为0.005％。中间合金的制备同例1。称取Sn-Ag20中间合金30.0g，Sn-Cu10中间合金10.0g，Sn-Cr7.5中间合金2.70g，Sn-P5中间合金0.2g，纯Sn157.1g。先将纯Sn在电阻炉中熔化加热至300℃，依次加入Sn-Ag20中间合金、Sn-Cu10中间合金、Sn-Cr7.5中间合金和Sn-P5中间合金，加热至300℃保温10min，浇注于柱形模具中，待铸锭完全凝固以后再将铸锭重熔至300℃保温10min，拔掉表面氧化渣，浇注于模具中制成锭坯焊料备用。
实施例5 Sn-Ag3.0-Cu0.5-Cr0.1-P0.005-Al0.005的制备：
按重量百分比计配比，Ag为3.0％、Cu为0.5％、Cr为0.1％、P为0.005％、Al为0.005％。中间合金的制备同例1。称取Sn-Ag20中间合金30.0g，Sn-Cu10中间合金10.0g，Sn-Cr7.5中间合金2.70g，Sn-P5中间合金0.2g，Sn-Al5中间合金0.2g，纯Sn156.9g。先将纯Sn在电阻炉中熔化加热至300℃，依次加入Sn-Ag20中间合金、Sn-Cu10中间合金、Sn-Cr7.5中间合金、Sn-P5中间合金和Sn-Al5中间合金，加热至300℃保温10min，浇注于柱形模具中，待铸锭完全凝固以后再将铸锭重熔至300℃保温10min，拔掉表面氧化渣，浇注于模具中制成锭坯焊料备用。
实施例6 Sn-Ag3.4-Cu0.5-Cr0.1-Al0.05的制备：
按重量百分比计配比，Ag为3.4％、Cu为0.5％、Cr为0.1％、Al为0.05％。中间合金的制备同例1。称取Sn-Ag20中间合金34.0g，Sn-Cu10中间合金10.0g，Sn-Cr7.5中间合金2.70g，Sn-Al5中间合金2.0g，纯Sn151.3g。先将纯Sn在电阻炉中熔化加热至300℃，依次加入Sn-Ag20中间合金、Sn-Cu10中间合金、Sn-Cr7.5中间合金和Sn-Al5中间合金，加热至300℃保温10min，浇注于柱形模具中，待铸锭完全凝固以后再将铸锭重熔至300℃保温10min，拔掉表面氧化渣，浇注于模具中制成锭坯焊料备用。
实施例7 Sn-Ag3.4-Cu0.5-Cr0.2-P0.05的制备：
按重量百分比计配比，Ag为3.4％、Cu为0.5％、Cr为0.2％、P为0.05％。中间合金的制备同例1。称取Sn-Ag20中间合金34.0g，Sn-Cu10中间合金10.0g，Sn-Cr7.5中间合金5.40g，Sn-P5中间合金2.0g，纯Sn148.6g。先将纯Sn在电阻炉中熔化加热至300℃，依次加入Sn-Ag20中间合金、Sn-Cu10中间合金、Sn-Cr7.5中间合金和Sn-P5中间合金，加热至300℃保温10min，浇注于柱形模具中，待铸锭完全凝固以后再将铸锭重熔至300℃保温10min，拔掉表面氧化渣，浇注于模具中制成锭坯焊料备用。
实施例8 Sn-Ag8.0-Cu0.2-Cr0.05-P0.1的制备：
按重量百分比计配比，Ag为8.0％、Cu为0.2％、Cr为0.05％、P为0.1％。中间合金的制备同例1。称取Sn-Ag20中间合金80.0g，Sn-Cu10中间合金4.0g，Sn-Cr7.5中间合金1.33g，Sn-P5中间合金4.0g，纯Sn110.67g。先将纯Sn在电阻炉中熔化加热至300℃，依次加入Sn-Ag20中间合金、Sn-Cu10中间合金、Sn-Cr7.5中间合金和Sn-P5中间合金，加热至300℃保温10min，浇注于柱形模具中，待铸锭完全凝固以后再将铸锭重熔至300℃保温10min，拔掉表面氧化渣，浇注于模具中制成锭坯焊料备用。
实施例9 Sn-Ag4.5-Cu1.5-Cr0.1-P0.001的制备：
按重量百分比计配比，Ag为4.5％、Cu为1.5％、Cr为0.1％、P为0.001％。中间合金的制备同例1。称取Sn-Ag20中间合金45.0g，Sn-Cu10中间合金30.0g，Sn-Cr7.5中间合金2.7g，Sn-P5中间合金0.04g，纯Sn122.26g。先将纯Sn在电阻炉中熔化加热至300℃，依次加入Sn-Ag20中间合金、Sn-Cu10中间合金、Sn-Cr7.5中间合金和Sn-P5中间合金，加热至300℃保温10min，浇注于柱形模具中，待铸锭完全凝固以后再将铸锭重熔至300℃保温10min，拔掉表面氧化渣，浇注于模具中制成锭坯焊料备用。
实施例10 Sn-Ag8.0-Cu0.2-Cr0.05-P0.05的制备：
按重量百分比计配比，Ag为8.0％、Cu为0.2％、Cr为0.05％、P为0.05％。中间合金的制备同例1。称取Sn-Ag20中间合金80.0g，Sn-Cu10中间合金4.0g，Sn-Cr7.5中间合金1.33g，Sn-P5中间合金2.0g，纯Sn112.67g。先将纯Sn在电阻炉中熔化加热至300℃，依次加入Sn-Ag20中间合金、Sn-Cu10中间合金、Sn-Cr7.5中间合金和Sn-P5中间合金，加热至300℃保温10min，浇注于柱形模具中，待铸锭完全凝固以后再将铸锭重熔至300℃保温10min，拔掉表面氧化渣，浇注于模具中制成锭坯焊料备用。
实施例11 Sn-Ag2.5-Cu0.2-Cr0.05-Al0.1的制备：
按重量百分比计配比，Ag为2.5％、Cu为0.2％、Cr为0.05％、Al为0.1％。中间合金的制备同例1。称取Sn-Ag20中间合金25.0g，Sn-Cu10中间合金4.0g，Sn-Cr7.5中间合金1.33g，Sn-Al5中间合金4.0g，纯Sn165.67g。先将纯Sn在电阻炉中熔化加热至300℃，依次加入Sn-Ag20中间合金、Sn-Cu10中间合金、Sn-Cr7.5中间合金和Sn-Al5中间合金，加热至300℃保温10min，浇注于柱形模具中，待铸锭完全凝固以后再将铸锭重熔至300℃保温10min，拔掉表面氧化渣，浇注于模具中制成锭坯焊料备用。
实施例12 Sn-Ag3.0-Cu0.7-Cr0.1-Al0.01-Zn0.005-Ga0.005的制备：
按重量百分比计配比，Ag为3.0％、Cu为0.7％、Cr为0.1％、Al为0.01％、Zn为0.005％、Ga为0.005％。中间合金的制备同例1。称取Sn-Ag20中间合金30.0g，Sn-Cu10中间合金14.0g，Sn-Cr7.5中间合金2.7g，Sn-Al5中间合金0.4g，纯Zn0.01g、纯Ga0.01g，纯Sn152.88g。先将纯Sn在电阻炉中熔化加热至300℃，依次加入Sn-Ag20中间合金、Sn-Cu10中间合金、Sn-Cr7.5中间合金和Sn-Al5中间合金，待合金熔化后再依次加入纯Zn、Ga等，强烈搅拌，加热至300℃保温10min，浇注于柱形模具中，待铸锭完全凝固以后再将铸锭重熔至300℃保温10min，拔掉表面氧化渣，浇注于模具中制成锭坯焊料备用。
实施例13 Sn-Ag3.0-Cu0.7-Cr0.1-P0.01-In0.01-Ge0.01-Bi0.01的制备：
按重量百分比计配比，Ag为3.0％、Cu为0.7％、Cr为0.1％、P为0.01％、In为0.01％、Ge为0.01％、Bi为0.01％。中间合金的制备同例1。称取Sn-Ag20中间合金30.0g，Sn-Cu10中间合金14.0g，Sn-Cr7.5中间合金2.7g，Sn-P5中间合金0.4g，纯In0.02g、纯Ge0.02g、纯Bi0.02g，纯Sn152.84g。先将纯Sn在电阻炉中熔化加热至300℃，依次加入Sn-Ag20中间合金、Sn-Cu10中间合金、Sn-Cr7.5中间合金和Sn-P5中间合金，待合金熔化后再依次加入纯In、Ge、Bi等，强烈搅拌，加热至300℃保温10min，浇注于柱形模具中，待铸锭完全凝固以后再将铸锭重熔至300℃保温10min，拔掉表面氧化渣，浇注于模具中制成锭坯焊料备用。
实施例14 Sn-Ag3.0-Cu0.7-Cr0.1-P0.1-Sb0.01-Ce0.01-Mn0.01-La0.01-Ni0.01的制备：
按重量百分比计配比，Ag为3.0％、Cu为0.7％、Cr为0.1％、P为0.01％、Sb为0.01％、Ce为0.01％、Mn为0.01％、La为0.01％、Ni为0.01％。主元素中间合金的制备同例1，此外又以真空中频感应熔炼Sn-Sb5、Sn-Ce5、Sn-La5、Sn-Mn5、Sn-Ni5等中间合金。称取Sn-Ag20中间合金30.0g，Sn-Cu10中间合金14.0g，Sn-Cr7.5中间合金2.7g，Sn-P5中间合金4.0g，Sn-Sb5为0.4g、Sn-Ce5为0.4g、Sn-La5为0.4g、Sn-Mn5为0.4g、Sn-Ni5为0.4g，纯Sn147.3g。先将纯Sn在电阻炉中熔化加热至300℃，依次加入Sn-Ag20、Sn-Cu10、Sn-Cr7.5、Sn-P5、Sn-Sb5、Sn-Ce5、Sn-La5、Sn-Mn5、Sn-Ni5等中间合金，强烈搅拌，加热至300℃保温10min，浇注于柱形模具中，待铸锭完全凝固以后再将铸锭重熔至300℃保温10min，拔掉表面氧化渣，浇注于模具中制成锭坯焊料备用。
表1、无铅焊料中间合金的成分含量分析列表
| 无铅焊料及中间合金元素含量分析 | Ag(wt％) | Cu(wt％) | Cr(wt％) | Al(wt％) | P(wt％) |
| Sn-Cu10 | - | 9.84 | - | - | - |
| Sn-Ag20 | 20.03 | - | - | - | - |
| Sn-Cr7.5 | - | - | 7.62 | - | - |
| Sn-Al5 | - | - | - | 4.98 | - |
| Sn-P5 | - | - | - | - | 4.69 |
表2、改性无铅焊料的性能与传统Sn-Ag-Cu、Sn-Ag-Cu-Cr无铅焊料比较：
| 焊料牌号 | 熔点(℃) | 铺展面积(mm2/0.2g) | 抗拉强度(σb：MPa) | 延伸率(％) | 电导率(σ：106S/m) |
| Sn-Ag1.0-Cu0.9-Cr0.6-Al0.001 | 217.58-220.35 | 62.515 | 53.5 | 22 | 7.70 |
| Sn-Ag2-Cu0.7-Cr0.3-Al0.01 | 216.05-219.28 | 62.418 | 44.5 | 26 | 7.63 |
| Sn-Ag2-Cu0.7-Cr0.1-P0.05 | 216.06-219.06 | 62.517 | 45.0 | 29 | 7.71 |
| Sn-Ag3.0-Cu0.5-Cr0.1-P0.005 | 216.57-219.12 | 63.516 | 48.5 | 35 | 7.80 |
| Sn-Ag3.0-Cu0.5-Cr0.1-P0.005-Al0.005 | 216.80-219.20 | 63.907 | 50.5 | 32 | 7.79 |
| Sn-Ag3.4-Cu0.5-Cr0.1-Al0.05 | 217.37-219.12 | 61.384 | 52.5 | 35 | 8.05 |
| Sn-Ag3.4-Cu0.5-Cr0.2-P0.05 | 217.55-219.42 | 62.608 | 51.0 | 34 | 7.88 |
| Sn-Ag8.0-Cu0.2-Cr0.05-P0.1 | 218.12-220.47 | 62.050 | 57.5 | 30 | 8.10 |
| Sn-Ag4.5-Cu1.5-Cr0.1-P0.001 | 217.55-219.50 | 62.150 | 53.0 | 34 | 7.90 |
| Sn-Ag8.0-Cu0.2-Cr0.05-P0.05 | 218.12-220.45 | 62.043 | 56.0 | 32 | 8.09 |
| Sn-Ag2.5-Cu0.2-Cr0.05-Al0.1 | 217.20-219.0 | 62.511 | 48.0 | 32 | 7.70 |
| Sn-Ag3.0-Cu0.7-Cr0.1-Al0.01-Zn0.005-Ga0.005 | 216.00-218.30 | 63.358 | 49.5 | 29 | 7.87 |
| Sn-Ag3.0-Cu0.7-Cr0.1-P0.01-In0.01-Ge0.01-Bi0.01 | 215.97-218.63 | 64.595 | 46.0 | 36 | 8.19 |
| Sn-Ag3.0-Cu0.7-Cr0.1-P0.1-Sb0.01-Ce0.01-Mn0.01-La0.01-Ni0.01 | 217.20-219.47 | 62.521 | 48.0 | 32 | 7.70 |
| 对比试样 | |||||
| Sn-Ag3.0-Cu0.5-Cr0.2 | 216.08-218.30 | 60.358 | 49.5 | 19 | 7.87 |
| Sn-Ag3.0-Cu0.5 | 216.02-218.63 | 65.59 | 44.0 | 36 | 8.19 |
从表2可以看出：本发明所述焊料较原来的Sn-Ag-Cu焊料具有更高的强度性能，而比Sn-Ag-Cu-Cr焊料有更好的塑性和铺展性能；对电导率和熔点却影响不大。
图2中Y1为对比试样Sn-Ag3.0-Cu0.5-Cr0.2；Y2为对比试样Sn-Ag3.0-Cu0.5；Y3为实施例5Sn-Ag3.0-Cu0.5-Cr0.1-P0.005-Al0.005；Y4为实施例4Sn-Ag3.0-Cu0.5-Cr0.1-P0.005。图2说明本发明所述的改性无铅焊料具有更好的高温抗氧化性能，优于对比试样。
Claims (5)
1.一种改性的Sn-Ag-Cu-Cr-X无铅焊料，其特征是，该焊料的组成及含量按重量百分数计，银：1.0～8.0％，铜：0.2～1.5％，铬：0.05～0.6％，磷或/和铝：0.001～0.1％，微量合金元素：0-0.1％，余量为锡，其中，微量合金元素为Ga、Bi、In、Ni、Ge、La、Ce、Sb、Mn、Zn合金元素中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的Sn-Ag-Cu-Cr-X无铅焊料，其特征是，该焊料的组成及含量按重量百分数计，银：1.0～2.5％，铜：0.5～0.8％，铬：0.05～0.25％，磷或/和铝：0.001～0.1％，微量合金元素：0-0.1％，余量为锡。
3.根据权利要求1所述的Sn-Ag-Cu-Cr-X无铅焊料，其特征是，该焊料的组成及含量按重量百分数计，银：2.5～4.0％，铜：0.2～1.5％，铬：0.1～0.4％，磷或/和铝：0.001～0.1％，微量合金元素：0-0.1％，余量为锡。
4.根据权利要求1所述的Sn-Ag-Cu-Cr-X无铅焊料，其特征是，该焊料的组成及含量按重量百分数计，银：4.0～8.0％，铜：0.2～1.5％，铬：0.1～0.6％，磷或/和铝：0.001～0.1％，微量合金元素：0-0.1％，余量为锡。
5.一种权利要求1所述的Sn-Ag-Cu-Cr-X无铅焊料的制备方法，其特征是，在制备过程中，先在保护气体气氛或熔盐保护状态，亦或真空状态下，采用现有熔炼方法加热熔炼制备Sn-Cu，Sn-Cr，Sn-Ag，Sn-P，Sn-Al中间合金；然后按上述重量配比换算成Sn-Cu，Sn-Cr，Sn-Ag，Sn-P，Sn-Al的中间合金和纯Sn及微量合金元素及其中间合金的重量制备成焊料合金锭坯。
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