HU228577B1

HU228577B1 - Lead-free solders

Info

Publication number: HU228577B1
Application number: HU0301858A
Authority: HU
Inventors: Alan Leonard Meddle; Jennie S Hwang; Zhenfeng Guo
Original assignee: Singapore Asahi Chemical And Solder Ind Pte Ltd
Priority date: 2000-11-16
Filing date: 2000-11-16
Publication date: 2013-04-29
Also published as: NO333677B1; NO20032185D0; DK1333957T3; RU2254971C2; HUP0301858A2; DE60019651D1; ATE293513T1; ES2241671T3; RU2003114304A; CY1105145T1; AU2001214037A1; EP1333957B1; PT1333957E; PL195528B1; WO2002040213A1; HUP0301858A3; PL361336A1; NO20032185L; CZ297089B6; EP1333957A1

Description

A jelen találmány a forrasztáshoz és a forrasztott kötésekhez használt ólommentes forrasztó ötvözettei kapcsolatos. Részletesebben, a jelen találmány olyan ólommentes forrasztó ötvözettel kapcsolatos, mely hatékony mennyiségű ónt, rezet, ezüstöt, bizmutot, antlmont és/vagy Indiumot tartalmaz, és melynek olvadási hőmérséklete 175 és 215*C értékek között van. Az ötvözet különösen a mikroelektronikában és az elektronikai alkal ti kai k

enére a

Pfo~Sn forrasztó ötvözetek korlátozott jövővel rendelkeznek az ólom toxicltása, valamint az ólom használatának világméretű korlátozása va betiltása miatt. Következésképpen, világszerte számos kezdeményezés lát napvilágot, melyben Pb-Sn forrasztó ötvözetek megfelelő ólommentes alternatíváit próbálják kifejleszteni. Eközben, az ólommentes forrasztó ötvözet nagy szilárdságának és anyagkífáradássai szembeni magas rezisztenciáiéi a forrasztott szintű teljesítményét, melyet a folyamatosan fejlődő integrált áramkör (IC) és IC fokozást technológiák megkövetelnek,

_t forrasztó szintjére egy a fémek közötti azonnali elfoiyósodása és megbízható nedvesítése az általában használt fémezési felületekkel, például Cu, Ág, Au, Pd_f Ni és egyéb fém felületekkel, előfeltétele a megbízható forrasztott kötések létrehozásának a nagy sebességű automatizált előállítási eljárásban, melyekben enyhe, az elektronikai rendszerekben elfogadható folyasztószert használnak.

** ** * * * « « < *«« « X Χ««

A surface mount technológia kritikus gyártási technológia a kisebb, tömörebb, és tartósabb nyomtatott áramköri lemezek (PCB) előállításában, mely lehetővé teszi a modern elektronikát. A 633n/37Pb tartalmú Pb~Sn eutektikus forrasztóanyagot használják legszélesebb körben az elektronikai összeszerelésekben, különösen a surface mount nyomtatott áramkör lemezek esetében. Ez a forrasztóanyag egy másik kritikus fizikai tulajdonságot is biztosit, azaz mérsékelt olvadási hőmérsékletet, konkrétan 21Q*C alatti hőmérsékletet. Az eutektikus készítmények kivételével az ötvözet olvadási hőmérséklete gyakran a liquidus és a szolidusz bőmérsékleti értékek által meghatározott tartományba esik. Az ötvözet szolidus hőmérsékletén kezd lágyulni, és Hquldus hőmérsékletén olvad meg teljesen. A forrasztást a forrasztó ötvözet llquidus hőmérsékleti értéke fölött keli végezni,

A surface mount előállítási környezethez való gyakorlati forrasztási eljárás hőmérséklete legalább körülbelül 25*C értékkel magasabb kell tegyen, mint a forrasztó ötvözet llquidus hőmérséklete, például a 21Ö°C llquidus hőmérsékletű forrasztó ötvözettel minimum 23SC hőmérsékleten lehet forrasztani, A forrasztó ötvözet olvadási hőmérséklete kritikus fontosságú, mivel a túl magas olvadási hőmérséklet károsítja az elektronikai eszközt és a polimer alapú PCB-t a forrasztás alatt, míg a fúl alacsony olvadási hőmérséklet a forrasztott kötések hosszú távú megbízhatóságát áldozza fel. A tipikus polimer-alapú PCB-t, például az FR-4-et használó áramköri lemez előállításhoz az eljárás hőmérséklete gyakorlatilag nem haladhatja meg a 240°C hőmérsékletet így a 63Sn/3YPb~t helyettesítő és a surface mount gyártási eljárásban funkcionáló ólommentes forrasztó ötvözet llquidus hőmérséklete 215°C alatt kell legyen, előnyösen körülbelül 210°C.

Á forrasztási kötések elektromos, hő és mechanikai kapcsolatként szerepelnek az elektronlkai rendszerekben, például a telekommunikációs, számítógépes, repölöetektronikai és a gépjármű elektronikái *ν«« » készülékekben, A felhasználási időtartam alatt a forrasztási kötések elkerülhetetlenül hő-stressznek vannak kitéve a hőmérsékletingadozás, a ki- és bekapcsolás, és/vagy a kedvezőtlen környezeti körülmények miatt. Ehhez jön még a rendszerben tevő, összekapcsolt félvezető, kerámia, fém és polimer anyagok elférő hő expanziója, mely a forrasztott kötések termő-mechanikai kifáradását eredményezi. Ahogy az elektronlkai áramkörök egyre sűrűbbek lesznek, és a mikroprocesszorok sebessége még nagyobb frekvenciákat ér el, az elektronikai rendszer tervezésére és a rendszerben használt anyagra kifejtett egyik nyilvánvaló hatás az lesz, hogyan lehet a növekvő hő szétszóródást kezelni.

Ezen kívül, tovább nő az egyes PCB~ken levő forrasztott kötések száma. Nem ritka, hogy több ezer vagy több tízezer forrasztott kötés található egy PCB-η. Azonban bármelyik forrasztott kötés hibája hibás rendszert eredményez. Következésképpen, megnőttek a forrasztott kötések szilárdságával és anyagkifáradási ellenállásával szemben támasztott igények. A nagy pin számú (high pin count) integrált áramkör (IC) tokok, például a „Ball Grld Array” (BGA) tokozás, a Chip Scate Package nevezető tokozás (CSP) és a direkbchip-kapcsolási technológiák, mint a Flip Chip, legújabb fejlesztéseiben további követelményeket támasztanak a forrasztó ötvözetek anyagkifáradási ellenállási teljesítményével szemben.

A tudomány e területén számos ólommentes forrasztóanyagot terveztek már. Ezen ólommentes forrasztó ötvözetek összefoglalása a „Modern Solder Technology fór Competltlve Electronics Manufacturlng” c. könyv IS, fejezetében található.

Az 5.328.680 számú US szabadalmi bejelentés (Gonya et al^ÓLOMMENTES, MAGAS HŐMÉRSÉKLETŰ, ÓN ALAPÚ, TÖBB KOMPONENSÖ FORRASZTŐANYAG) egy 78,4Sn2Ag9,8Bi9,8ln összetételű készítményt ír te. Azonban ezen ötvözet anyagkifáradással szembeni ellenállása gyenge.

Az 5.527.628 számú US szabadalmi bejelentés (Andersen et al,,} (PB-MENTES SN-AG-CU TR1ÁD EUTEKTIKUS FORRASZTÓ-ANYAG) egy SS.OSnéJAglTCu összetételű készítményt ír te, melynek olvadási hőmérséklete 217^aC. Ezen ötvözet olvadást hőmérséklete még mindig viszonylag magas, és anyagkifáradással szembeni ellenállása mérsékelt.

Az 5,520.752 számú US szabadalmi bejelentés (Lucey et ai,,) (ÖSSZETETT FORRASZTÓANYAGOK) 86-97% Sn-t, 0,3-4,5% Ag~t, 09,3% BR és 0-5% Cu-t tartalmazó, ólommentes forrasztó ötvözetet ír le. Ezen ötvözet anyagkifáradással szembeni ellenállása mérsékelt vagy gyenge, •Az 5,538.686 számú US szabadalmi bejelentés (Chen et al.,} (JAVÍTOTT MECHANIKAI TULAJ DÓSÁGOKKAL RENDELKEZŐ PBMENTES FORRASZTÓANYAGOT TARTALMAZÓ KÉSZÍTMÉNY) olyan ólommentes forrasztó ötvözetet ír le, melynek olvadási hőmérséklete 173» 193°C, és >70% Sn-t, 6-10% Zn-t, 3-10% fn-t, <10% BR, >5% Ag-f és <5%: Cu-t tartalmaz. Az ötvözet nem képes nedvesíteni a tipikus szubsztráfokat elekronikus tokozás! és összeszerelési körülmények között.

Az 5.580.520 számú US szabadalmi bejelentés (Slattery et al.,) (ÖNT, EZÜSTÖT ÉS INDIUMOT TARTALMAZÓ ÓLOMMENTES ÖTVÖZET) egy 77,2Sn2,8Ag20ln összetételű készítményt ír le, melynek olvadási hőmérséklete 179-189^aC; Ezen ötvözet anyagkifáradással szembeni ellenállása alacsony.

Összefoglalva, ezen korábbi ólommentes forraszfőanyagok legalább egy területen nem megfelelően működnek a megbízható forrasztott kötések létrehozásában, az elektronikai fokozásban és az összeszerelésben,

Az alábbiakban összefoglaljuk a jelen találmányt.

Ennek megfelelően, a jelen találmány elsődleges célja ólommentes forrasztóanyag létrehozása. A jelen találmány előnye, hogy olyan ólommentes forrasztóanyagot biztosít, mely igen szilárd, nagy az anyagkifáradással szembeni ellenállása, és ellenáll a mikroelektronika és az e , hogy olyan ólommentes ékelt olvadásponttal (175-210°C) tektronlkal alkalmazások területén tapasztalható egyre kedvezőtlenebb és durvább körül A jelen talál forrasztőanyagot biztosit, mely rendelkezik, mely előnyös az elek!

A jelen találmány további előnye, hogy olyan ólommentes ötvözetet biztosít, mely könnyen nedvesíti a gyakori fém szubszfrátokaf, például az $n~t, a Cu-t,. az Ag~l az Au-t, a Pd-t és a NM, a mikroelektronikai és elektronikai gyártásokban, hogy hibátlan és megbízható forrasztott kötések jöjjenek létre az elektronikai gyártásokban elfogadhatatlan folyasztöszerek nélkül,

A jelen találmány további előnye, hogy olyan ólommentes forrasztóanyagot biztosit, mely különösebb anyag, eljárás vagy összetétel változás alkalmazása nélkül hafő a bevezetett elektronikai

A jelen találmány további céljai és előnyei az alábbiakban szereplő leiró részben kerülnek bemutatásra, és ezek részben a leírásból lesznek nyilvánvalóak, vagy megtapasztalhatok a találmány kivitelezése révén. A jelen találmány célja és előnyei különösen a csatolt igénypontokban hangsúlyozott összetételek felhasználásával valósíthatók meg és érhetők ei,

A jelen találmány céljaival összhangban a már említett célok eléréséhez - ahogy azt széleskörűen leírtuk ~ a jelen találmány forrasztó ötvözete fö összetevőként Sn-t, valamint Cu, Ag, Bi, In és Sb hatékony mennyiségeit tartalmazza. A forrasztőanyag kompatíbilis olvadási hőmérsékletet, jé nedvesítést, szembeni ellenállást *» ♦ « X *

X A A 9 «. K ♦ * y * « « szilárdságot és nagy

Az alábbiakban röviden bemutatjuk a találmányban szereplő rajzot.

Az 1, ábra a forrasztó ötvözet nedvesítésí erejét (mN) mutatja a nedvesítésí idő függvényében: 82,3SnÖ,5Cu3Ag2,2Bi12ln Cu-kuponon, 235*0 hőmérsékleten.

részletesen leírjuk a jelen találmányt.

Míg a jel kapcsolatban írjuk le, érthető, hogy a találmányt nem szándékozzuk erre a kiviteli alakra korlátozni.

A jelen találmány nagy szilárdságú, nagy anyagkifáradással szembeni ellenállású, nagy nedvesítési képességű ólommentes forrasztó ötvözetet biztosit, mely kompatibilis olvadási hőmérséklettel rendelkezik a szokásos nyomtatott áramköri lemezek előállítási infrastruktúrával. A jelen találmány forrasztó ötvözete 76 - 96 tömeg% Sn-t, 0,2 - 0,5 tőmeg% Cu~t, 2,5 - 4,5 íömeg% Ag~t, >0 -12 tömeg% In-k 0-5-5,0 tömeggé Sí~í és 0,01 -2 tömeg% Slb-t tartalmaz.

Felfedeztük, hogy a megfelelő dózisokban összekevert Cu és Ag nemcsak az anyagkifáradással szembeni ellenállást fokozza, de csökkenti az olvadási hőmérsékletet is. A jelen találmány előnyös formáiban a 0,5% Cu magában az a leghatékonyabb mennyiség, mely az

csökkenti. Az ötvözetek olvadási hőmérséklet változásai 0,5 - 2,539 Cu mellett ΓΟ hőmérsékleten beiül vannak. A 2,5%-nál nagyobb mennyiségű Cu olyan mértékben csökkenti a megolvadt cseppfolyósságot, mely öntési elégtelenséget okoz. Például, a 83,4Sn/0,£ ötvözet olvadási hőmérséklete (185~195°C) 0,5% Cu tartatom mellett, körülbelül 5^cC~kal alacsonyabb, mint a 83,9$n/4,1Ag/12ln összetételű ötvözeté (190-200’C) Cu nélkül, A 8?,4$n/C),5Cu/4,1Ag/8ln összetételű ötvözet olvadási hőmérséklete (19520VG) 0,5% Cu tartalom mellett ugyanakkora, mint a 8?Sn/2Cu/3Ag/8ln összetételű ötvözeté (195-201 °C) 2% Cu mellett. A 0,5% Cu magában a leghatékonyabb mennyiség az anyagkifáradással szembeni ellenállás fokozásához. A ptasztieilás lineárisan, az anyagkifáradási élettartam pedig exponenciálisan csökken a Cu körülbelül 2% mennyiségig tartó további növelésével párhuzamosan, Például, 0,5% Cu tartatom mellett a

87.4 Sn/Ö,5 Cu/4,1 Ag/8 In összetételű ötvözet plasztícitása és anyagkifáradási élettartama 208%-kai és 145%-kai nagyobb, mint a 88,1 Sn/1,5 Cu/4,3 Ag/8 In összetételű ötvözeté 1,8% Cu tartalom mellett A

83.4 Sn/0,5 Cu/4,1 Ag/12 In összetételű ötvözet plasztícitása és 0,5% Cu tartalom mellett 250%-kal és 174%~ a 82,4 Sn/1,5 Cu/4,1 Ag/12 In összetételű ötvözeté ,5% Cu tartalom mellett,

A 3% körüli Ag tartalom magában a leghatékonyabb az

olvadási hőmérsékletének csökkentéséhez. Az ötvözetek olv; hőmérsékletének változásai 34,5% Ag mellett VG éi Például, a 88.5Sn/0,5Cu/3Ag/8ln összetételű Ötvözet ol hőmérséklete (196-202°C) 3% Ag tartalom mellett körülbelül 10 ^aC-kai alacsonyabb, mint a 91,5Sn/0,5Cu/8ln összetételű ötvözeté (208-212*C) Ag nélkül, azonban körülbelül ugyanannyi, mint a 87,4Sn/G,5Cu/4,1Ág/8ln összetételű ötvözeté (195-201 °C) 4,1% Ag tartatom mellett.

In hozzáadása lineárisan csökkenti az olvadási hőmérsékletet körülbelül 1,8°C/tömeg% arányban körülbelül 12%-ig, Az ötvözetek szilárdsága lineárisan nö és az anyagkifáradási élettartam exponenciálisan nő az In hozzáadásával körülbelül 8% mennyiségig. A si ellenálláshoz az optimális In φφ * φφφφ φ tartalom 8 - 10%. Például, a 87,4Sn/ö,5Cu/4,1Ag/8ln összetételű ötvözet 8% in tartalom mellett 6°C-kal alacsonyabb olvadási hőmérséklettel rendelkezik, 128%-kaí nagyobb szilárdsággal és 175%-kai nagyobb anyagkifáradási élettartammal, mint a 9l,4Sn/0,5Cu/4,'1Ag/4ln összetételű ötvözet, 4% In tartatom mellett. A 12%-os In tartalom a kritikus pont a lágyabb második In fázis észlelhető bekövetkezéséhez

113^CC

S3,4Sn/Ö,5Cu/4,1 Ag/121 n é zs

In tartalom mellett a ű ötvözet 219%-kal alacsonyabb és 118%-kal kisebb szila rendelkezik, mint a 85,4Sn/Ö,5Cu/4,1Ág/1 Öln összetételű ötvözet, 10% In tartalom mellett

A viszonylag magasabb In tartalmú (8-12%) ötvözetek tovább szilárdíthatok BMal a lehető legalacsonyabb olvadási hőmérséklethez, mely elfogadható anyagkífáradássai szembeni ellenállással is rendelkezik néhány kritikus alkalmazáshoz. Például, a82,3Sn/ö,5Cu/3Ag/2_t2Bi/12ln összetételű és 12% in és 2,2% Bi tartalmú ötvözet 130%-kal szilárdabb és körülbelül 2ö*Okai alacsonyabb olvadási hőmérséklettel rendelkezik (183-193^CC), mint a 83,4Βη/0,5Ου/4,1Α9/12Ιη összetételű és 12% In-t tartalmazó ötvözet, Bi nélkül, A Bi maximális lehetséges tartalma kevesebb kell, legyen 5%-nál az elfogadható plaszticitáshoz és anyagkífáradássai szembeni ellenálláshoz. Például, a 79,5Sn./ö,5Ou/3Ag/5Bi/t2ln összetételű ötvözet plaszticitása és anyagkifáradási élettartama szignifikánsan leromlik olyan szintre, ami még rosszabb, mint a 83Sn/37Pb Ötvözeté,

Az In-tartalmú forrasztó ötvözetek tovább erősíthetők kis mennyiségű Sb-vel, mondjuk 0,5% mennyiséggel, hogy nagyobb anyagkífáradássai szembeni ellenállást érjünk el az olvadási hőmérséklet jelentősebb emelése nélkül. Például, 12% In és ö_f5% Sb mellett a 84Sn/0,5Cu/'3Ag/2,28i/121n/0,5Sb összetételű ötvözet 113%-kai erősebb és 180%-kal nagyobb az anyagkifáradási élettartama, mint a

XX Φ Φ X (Íí* ** «« noveh az ol

83,4Sn/0,5€uM,1Ag/12ln összetételű ötvözeté 12% ín-t tartatom mellett, Sb nélkül. Azonban a tűi nagy Sb tartalom az In-tartalmú ötvözetekben iáéi hőmérsékletet, csökkenti a plaszfioitást és az ási élettartamot és rontja a nedvesifheföséget Cu-n. Például, 12% in és 0,5% Sb mellett a 84Sn/0_í$Cu/3Aq/12ln/0,5Sb összetételű ötvözet 4®C olvadási hőmérséklettel, 212%-kal nagyobb piaszfícitással és 125%-kal nagyobb anyagkifáradási élettartammal rendelkezik, mint a 2% Sb tartalmú és 82,5Sn/0.5Cu/3Ag/12in/2Sb összetételű ötvözet.

alapul szolgáló mechanizmusok szempontjából a Cu, Ag és Sb hoznak létre az Sn-nel,

mind olyan to termetei 11 kus fémek, mel)

A Cu Cu₆Sn₅ részecskéket, sz Ag Ag₃Sn részecskéket és az Sb SnSb kubikális részecskéket hoz létre, Ezek az totemetallikus fém részecskék sokkal szilárdabbak, mint az Sn-mátrix, és hatékonyan k az anyagkifáradási repedések terjedését. Közvetett módon, a muiti-intermetalllkus fém részecskék kialakulása finomabb Sn-mátrix szemcse szerkezetet hoz létre. Az Sn-mátríxban az totermelalllkus fémek által indukált finomabb szemcsék elősegítik a szemcse határ elcsúszást és megnövelik az anyagkifáradási élettartamot.

Az Sn-mátrix kristályrácsba az in szubsztitúciős oldott atomként lép be. Az In oldott anyag tartós oldat szilárdságot eredményez, és finomabb csúszási tulajdonságot segít elő a nagyobb anyagkifáradási törési

szubsztítúciós oldott atomként lép 1 tömeg% mennyiségen túl a Bi , Ezért a Bi tartós oldat is biztosít, A Bi-oldott anyag csúszási tulajdonságot is a z az Sr φφ »φ φφ ♦ φ X φ φ Φ φ * * φ · « φ φ φ φφ * * Φ · * # φ χ >

ΦΦΦ 99 α· 9 Φ Φ φ φ

Α 2,5-3,5% Ag tartalom kritikus a forrasztó ötvözetekhez az Sn/Cu/Ag/Bí rendszerben a 2,5-4,5% Ag tartalomhoz képest bármely egyéb in-t tartalmazó rendszerben. A 3,5% fölötti Ag tartalom az Sn/Cu/Ag/BI rendszerben ötvözet merevséget eredményez. Például, a 93,3SbZö,SQjZ3,í AgZ3,1Bí összetételű ötvözet anyagkífáradási élettartama és plasztioitása 3,1% Ag mellett körülbelül 152%-kal és 138%-kal magasabb, mint a 90_s5Sn/1^:,7Cu/4,7Ag/3,1BI összetételű ötvözeté 47% Ag tartalom mellett. A 2,5% Ag tartalom az a minimális mennyiség, ami jobb anyagkifáradással szembeni ellenállást biztosít. 2,5% alatt az anyagkífáradással szembeni ellenállás csökken. Például, a 93,3SnZ0,5Cu/3,1 Ag/3,1 Bi, 92,2Sn/1,5CuZ3,2AgZ3,1 Bi és

91,5Sn/2Cu/3,4Ag/3,18i összetételű ötvözetek anyagkífáradási élettartama 538%-kal, 388%-kal és 281%-kal naayobb, mint a

93Sn/2Cu/2Ag/3BI összetételű ötvözeté, 2% Ag tartalom mellett.

Azonban bármilyen egyéb In-t tartalmazó rendszerben az In kölcsönhatásba lép az Ag-vel, vagy abszorbeál valamennyi Ag-t és így Agi:n₂-őt, egy íntermetalíikus fém vegyületet, vagy akár AgSnln tríád Íntermetalíikus fémet hoz lére. Ezért, az Ag maximális mennyisége bármely egyéb, In-t tartalmazó rendszerben, 4,5% tehet a jó nem gklfáradásl élettartamhoz. Bármely az olvadási hőmérsékletet, viszont növeli a törékenységet. Például, ugyanazon az olvadási hőmérsékleten a 84Sn/Q,SCu/3Ag/12,5Sb összetételű ötvözet plasztioitása 131%-kal magasabb, mint a 81,1Sn/1,7Cu/4,7Ag/12ín/Ö_t5Sb összetételű ötvözeté.

Referencia célokból, úgy véljük, a 835n/37Pb forrasztóanyag olvadási hőmérséklete 183Ό, végső hűzószilárdsága 4? MPa és alacsony ciklusú anyagkífáradási élettartama 0,2% terhelés mellett 3850 ciklus. A 99,3SnÖ,7Cu összetételű, ismert forrasztó ötvözet olvadási hőmérséklete, hözőszílárdsága és anyagkífáradási élettartama sorrendben 227^OC, 24M:Pa és 1125 ciklus, A 98,5Sn3_f5Ag összetételű, .44 V «, «4 X 4 « «.*« 44χ χ- « _Μ«

X 4 4 Λ 4 4 X 4 χ *» »♦ * *χ

Κ44Χ

5* ♦ Κ

X « * * 4 ♦

XX 4 44 ismert forrasztó ötvözet olvadási hőmérséklete, húzószilárdsága és anyagkífáradásí élettartama sorrendben 221’C, 35 MPa és 4186 ciklus,

A jelen találmány forrasztó ötvözete legalább 50 MPa húzöszilárdságot, előnyösen 80 MPa húzósziiárdságot, 0,2% terhelés mellett legalább körülbelül 5000 ciklusú, alacsony-ciklusú anyagkifáradási élettartamot, előnyösen körülbelül 10000 ciklus alacsony-ciklusú anyagkifáradási élettartamot, körülbelül 175 és 215*0 értékek közötti, előnyösen 21Ö^öC~nál alacsonyabb olvadási hőmérsékletet, és körülbelül 185 és 215*0 értékek közötti liquidus olvadási hőmérsékletet, előnyösen 21Ö°C értéknél alacsonyabb liquidus olvadási hőmérsékletet mutat.

A jelen találmány egy megint más előnyös kiviteli alakjában egy olyan forrasztó ötvözetet biztosítunk, mely körülbelül 92% Sn-t, 2% Cu-t, 3% Ag-t és 3% Bi-t tartalmaz. Az ötvözet olvadási hőmérséklete körülbelül 209-212*0. Az ötvözet húzószílárdságs és anyagkifáradási élettartama sorrendben 89 MPa és 8135 ciklus. A jelen találmány ezen Ötvözetének anyagkifáradási élettartama 223%-kal nagyobb, mint a 83Sn/37Pb ötvözeté, és húzószilárdsága 189%-kal nagyobb, mint a 83Sn/3?Pb ötvözeté.

Azonnali áramlás és tartós kötés jön létre a fenti kiviteli alakok mindegyike esetén, amit a nedvesítési egyensúly tesztek (1, ábra) mutatnak, meghaladják az ipari siandardekre (például American National Standard Institute, ANSI-STD-002 és ANSI-STD-Ö03) a referenciában megadott szükséges nedvesítési képességet. A folyasztöszer nem aktíváit gyanta, vagy enyhén aktíveit gyanta vagy egy no-clean típusú folyasztöszer.

Az ANSI-STÖ-002-vel és ANSI-STD~003-maÍ hivatkozott nedvesítési képesség, a nedvesítési erő 2,0 másodperc értéknél (F1) és

XX#

5,0 másodperc értéknél CF2) meghaladja a 4809 nM~t és a 2/3 maximális nedvesítést ere eléréséhez szükséges nedvesítést idő {t_2/3} nem több, mint 1,0 másodperc. Az a terület ahol megszűnt a nedvesedés, 5%-náí kisebb. Amint az 1, ábrán, egy példában bemutatjuk a jelen találmány 82/3%SnÖ,S%Cu3%Ag2,2%Bi12%ln összetételű forrasztó ötvözete a

A jelen találmány fenti ólommentes forrasztó ötvözete előállítható a főbb összetevők olvasztott állapotában úgy, hogy a tudomány e területén ismert, általános melegítési technikákat használjuk. Áz ötvözetek különböző fizikai formákban is használhatók, például pépek, porok, rudak, drótok formájában, vagy bármilyen forrasztó eljárásban, például kemencében történő ujraőmleszféses forrasztásban, hullámforrasztásban és kézi forrasztásban vagy bármilyen anyag előállításban, például különböző deponálási és burkolási technikákban,

Claims

1. Ólommentes forrasztó ötvözet azzal jellemezve, hogy lényegében 76-96% Sn-t, 0,2-0,5% Cu-t, 2,5-4,5% Ag-t, >0-12 % Sn~t 0,55,0 % BM és >0,2 % Sh-t, tartalmaz.