RU2132265C1 - Высокопрочный сплав припоя - Google Patents
Высокопрочный сплав припоя Download PDFInfo
- Publication number
- RU2132265C1 RU2132265C1 RU96104383A RU96104383A RU2132265C1 RU 2132265 C1 RU2132265 C1 RU 2132265C1 RU 96104383 A RU96104383 A RU 96104383A RU 96104383 A RU96104383 A RU 96104383A RU 2132265 C1 RU2132265 C1 RU 2132265C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- alloy
- solder
- strength
- solder alloy
- weight
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
- B23K35/26—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 400 degrees C
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
- B23K35/26—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 400 degrees C
- B23K35/268—Pb as the principal constituent
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
- B23K35/26—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 400 degrees C
- B23K35/262—Sn as the principal constituent
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
Abstract
Сплав может быть использован при проведении паяльных работ. Сплав припоя включает следующие компоненты, мас.%: кремний 0,0005 - 0,008, олово 20,0 - 95,0, серебро 0,001 - 5,0, висмут 0,001 - 10,0, свинец - остальное. Сплав имеет высокую механическую прочность и превосходные смачивающие свойства.
Description
Изобретение относится к высокопрочному сплаву припоя, имеющего высокую механическую прочность.
Известен высокопрочный сплав припоя, механическая прочность которого выше прочности припоя по патенту Японии 67552/1993.
В вышеупомянутом патенте Японии в предложенном составе высокопрочного сплава припоя общее процентное соотношение по весу Ag и Ge составляет от 0,8 до 7.0% вес. (причем как процент Ag, так и Ge больше чем 0% вес.), что выразилось в значительном увеличении механической прочности сплава припоя.
За счет добавки Ge в указанный сплав по патенту Японии 67552/1993 улучшаются механические свойства. Однако при использовании в процессе паяльных работ паяльника, пруток которого изготовлен из меди и покрыт железом, Ge, добавленный в сплав припоя, и Fe, который покрывает поверхность паяльника, реагируют друг с другом, в результате чего на поверхности паяльника легко образуется неудаляемый слой соединения.
Для того, чтобы решить эту проблему, авторы исследовали материал добавки, необходимый для увеличения механической прочности сплава припоя и установили, что добавка Si является эффективной.
Добавка металла с высокой точкой плавления, например Si (1414oC) к Sn-Pb сплаву припоя (температура плавления эвтектики 183oC) может быть новой. Но в результате многих исследований стало ясно, что добавка очень малых количеств Si к сплаву припоя оказывает большое влияние на характеристику сплава припоя.
Добавка Si в количестве от 0,0005 до 0,35% вес. дает следующие эффекты:
- прочность паяного соединения, которое содержит сплав припоя, включающего Si, по крайней мере в два раза выше, чем известных соединений;
- Si вызывает улучшение смачивающих свойств сплава припоя, что особенно важно при припаивании в том случае, когда сплав припоя дополнительно содержит очень малое количество Pb, эффект улучшения свойства смачивания становится еще более заметным;
- когда паяльные работы осуществляют с использованием известных паяльников с прутком, изготовленным из меди, покрытым железом, и сплав припоя содержит Si, на поверхности паяльного прутка не образуется никакого слоя химического соединения, хотя паяльные работы продолжаются в течение длительного периода времени;
- вследствие эффекта сильной восстановительной способности Si, содержащегося в сплаве припоя, в паяном соединении не образуется никаких раковин, что ведет к увеличению надежности паяного соединения.
- прочность паяного соединения, которое содержит сплав припоя, включающего Si, по крайней мере в два раза выше, чем известных соединений;
- Si вызывает улучшение смачивающих свойств сплава припоя, что особенно важно при припаивании в том случае, когда сплав припоя дополнительно содержит очень малое количество Pb, эффект улучшения свойства смачивания становится еще более заметным;
- когда паяльные работы осуществляют с использованием известных паяльников с прутком, изготовленным из меди, покрытым железом, и сплав припоя содержит Si, на поверхности паяльного прутка не образуется никакого слоя химического соединения, хотя паяльные работы продолжаются в течение длительного периода времени;
- вследствие эффекта сильной восстановительной способности Si, содержащегося в сплаве припоя, в паяном соединении не образуется никаких раковин, что ведет к увеличению надежности паяного соединения.
Таким образом, добавка кремния дает сплаву припоя эффект, являющийся следствием восстановительной способности Si. Полагают, что в качестве восстанавливаемых элементов, которые могут придать сплаву припоя восстановительный эффект, обычно используют AL, Mn, Si, Pb и т.п., но Al и Mn не могут дать сплаву такой же эффект и вызывают образование неудаляемого окисного слоя на поверхности припаиваемых деталей и поэтому они практически не могут использоваться в качестве восстанавливаемых элементов.
Pb практически уже используется в качестве элемента добавки к сплаву припоя, но его восстановительный эффект меньше, чем у Si.
Хотя точка плавления сплава припоя равна 183oC, температура или точка плавления кремния равна 1414oC. Соответственно для того, чтобы добавить Si к сплаву Sn-Pb припоя, предпочтительнее использовать соединение или сплав, температура которого ниже, чем температура плавления Si, например, сплав Ca-Si, в частности CaSi2, температура плавления которого 1012oC. При таком способе Ca остается в сплаве припоя вместе с Si и способствует увеличению прочности сплава припоя, очень заметного, особенно в случае сплава припоя, содержащего Pb.
Известно, что Ca добавляют к сплаву на основе Pb (сплав Бана), который является подшипниковым (антифрикционным) сплавом, с целью увеличения его прочности.
Кроме того, известен высокопрочный сплав припоя, содержащий кремний, олово и свинец (SU 1785858, 07.01.93).
Задачей изобретения является создание высокопрочного сплава припоя, механическая прочность которого и характеристики смачивания которого гораздо выше.
Высокопрочный сплав припоя согласно изобретению отличается тем, что он дополнительно содержит серебро и висмут при следующем соотношении компонентов мас.%:
Кремний - 0,0005 - 0,008
Олово - 20,0 - 95,0
Серебро - 0,001 - 5,0
Висмут - 0,001 - 10,0
Свинец - Остальное
Сплав припоя согласно изобретению характеризуется следующими эффектами:
(1) Прочность паяного соединения, содержащего сплав припоя с Si в нем, по меньшей мере в два раза выше, чем у соединений с обычным припоем;
(2) Si увеличивает свойство смачивания припоя, что очень важно при пайке. Присутствие очень небольшого количества Pb делает этот эффект более заметным.
Кремний - 0,0005 - 0,008
Олово - 20,0 - 95,0
Серебро - 0,001 - 5,0
Висмут - 0,001 - 10,0
Свинец - Остальное
Сплав припоя согласно изобретению характеризуется следующими эффектами:
(1) Прочность паяного соединения, содержащего сплав припоя с Si в нем, по меньшей мере в два раза выше, чем у соединений с обычным припоем;
(2) Si увеличивает свойство смачивания припоя, что очень важно при пайке. Присутствие очень небольшого количества Pb делает этот эффект более заметным.
(3) При осуществлении паяльных работ с использованием обычного паяльника, имеющего паяльный пруток с медью, покрытой железом, на поверхности паяльного прутка не образуется никакого слоя соединения, что дает возможность использовать его в чистом состоянии в течение длительного периода времени.
(4) Поскольку добавляемый Si имеет присущее ему свойство сильной восстановительной способности, то при осуществлении паяльных работ с использованием сплава припоя, содержащего Si, образование раковин, которые имеют тенденцию к образованию в любом другом случае, в паяном соединении может быть совершенно исключено. Даже если содержание Si очень мало, как, например, 0,0005% вес., его аддитивный эффект может быть выражен совершенно ясно.
(5) С точки зрения окружающей среды не содержащий Pb сплав припоя в настоящее время совершенно необходим, новый сплав припоя, содержащий Si согласно настоящему изобретению, способствует усовершенствованию Sn-Pb сплава припоя с низким содержанием свинца.
Наилучшие условия эксплуатации изобретения.
Далее настоящее изобретение поясняется более подробно со ссылкой на некоторые его варианты.
В одном из вариантов к сплаву припоя, содержащего Pb порядка 10% вес. и Sn порядка 90% вес., добавляли CaSi2 в качестве содержащего Si сплава так, чтобы содержание Si могло быть 0,003% вес.
Был выполнен шов припоя, включающий жир, используя сплав припоя, содержащий Si, и проведены испытания на растяжение (JISZ-3197 - 1986). Испытуемый образец помещали на проверочную плиту и нагревали его до температуры, которая на 40-50oC выше температуры его жидкой фазы, выдерживали его в расплавленном состоянии в течение около 30 секунд и затем размазывали его по поверочной плите. Затем с помощью планиметра измеряли площадь распространения сплава припоя после испытаний.
Согласно результатам этого испытания, в то время как площадь распространения для Sn-Pb сплава без любых других элементов (Sn 90% вес., Pb 10% вес.) составляла 1,8 см2, площадь распространения сплава припоя данного варианта составляла 2,2 см2, что примерно на 20% выше, чем ранее полученное улучшение свойства растягивания.
Затем, используя два типа сплавов, выполняли два ряда припоя диаметром 1 мм для испытаний и проводили с ними испытания на растяжение. Согласно результатам испытаний, в то время как прочность на разрыв Sn-Pb сплава (Sn 90% вес. , Pb 10% вес>) составляла 5,3 кг•см/мм2, прочность на разрыв для сплава припоя по настоящему изобретению составляла 7,8 кг•см/мм2, что примерно на 43% выше, чем прежняя.
Затем был проверен другой вариант, касающийся улучшения механической прочности паяного соединения, содержащего Si. К сплаву припоя, содержащему Sn 63% вес. и Pb 37% вес., добавляли Si и Ag таким образом, чтобы содержание Si и Ag составило 0,008% вес. и 1,68% вес. соответственно. В этом случае Si добавляли к сплаву припоя в присутствии Ag-Sn эвтектического сплава (температура плавления 830oC). Также был изготовлен испытательный образец из обычного сплава припоя - Sn-Pb (Sn 60% вес., Pb 40 вес.) в таких же самых условиях для сравнения. Был выполнен шов припоя диаметром 1 мм для каждого сплава.
Согласно результатам испытаний на растяжение этих сплавов, в то время, как прочность на разрыв обычного сплава припоя без Si составляла 4,2 кг•см /мм2, прочность на разрыв сплава припоя, содержащего Si по настоящему изобретению составляла 6,8 кг•см/мм2, что примерно на 62 выше прежней.
Claims (1)
- Высокопрочный сплав припоя, содержащий кремний, олово и свинец, отличающийся тем, что он дополнительно содержит серебро и висмут при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Кремний - 0,0005 - 0,008
Олово - 20,0 - 95,0
Серебро - 0,001 - 5,0
Висмут - 0,001 - 10,0
Свинец - Остальное
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP154244/94 | 1994-06-13 | ||
JP6154244A JP3045453B2 (ja) | 1994-06-13 | 1994-06-13 | 高強度半田合金 |
PCT/JP1995/000531 WO1995034401A1 (fr) | 1994-06-13 | 1995-03-23 | Alliage de soudage a haute resistance |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU96104383A RU96104383A (ru) | 1999-04-10 |
RU2132265C1 true RU2132265C1 (ru) | 1999-06-27 |
Family
ID=15579990
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU96104383A RU2132265C1 (ru) | 1994-06-13 | 1995-03-23 | Высокопрочный сплав припоя |
Country Status (11)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0748666B1 (ru) |
JP (1) | JP3045453B2 (ru) |
KR (1) | KR0175079B1 (ru) |
CN (1) | CN1124471A (ru) |
AU (1) | AU679631B2 (ru) |
CA (1) | CA2162263A1 (ru) |
DE (1) | DE69512898T2 (ru) |
FI (1) | FI960630A0 (ru) |
RU (1) | RU2132265C1 (ru) |
TW (1) | TW315339B (ru) |
WO (1) | WO1995034401A1 (ru) |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6224690B1 (en) * | 1995-12-22 | 2001-05-01 | International Business Machines Corporation | Flip-Chip interconnections using lead-free solders |
US5851482A (en) * | 1996-03-22 | 1998-12-22 | Korea Institute Of Machinery & Metals | Tin-bismuth based lead-free solder for copper and copper alloys |
KR19980041034A (ko) * | 1996-11-30 | 1998-08-17 | 이형도 | 납함량이 적은 전자부품용 땜납 |
CN104313390B (zh) * | 2014-11-05 | 2016-09-14 | 常熟市慧丰塑料制品有限公司 | 一种高强拉伸索具 |
CN104985351A (zh) * | 2015-06-30 | 2015-10-21 | 苏州华日金菱机械有限公司 | 一种用于较厚板材的焊接焊料 |
CN107427968B (zh) | 2015-09-17 | 2020-11-24 | 富士电机株式会社 | 半导体装置用软钎焊材料 |
CN105195915B (zh) * | 2015-10-30 | 2017-05-24 | 苏州优诺电子材料科技有限公司 | 一种低温无铅焊料合金 |
WO2018060202A1 (en) * | 2016-09-27 | 2018-04-05 | Metallo Belgium | Improved solder and method for producing high purity lead |
CN106903452A (zh) * | 2017-05-02 | 2017-06-30 | 泰州朗瑞新能源科技有限公司 | 一种铸造锡铅焊接材料及其制备方法 |
CN107984110A (zh) * | 2017-11-08 | 2018-05-04 | 昆明理工大学 | 一种低温无铅焊料合金 |
CN108060329A (zh) * | 2017-12-11 | 2018-05-22 | 广西趣创想创客空间管理有限责任公司 | 一种锡锑焊料合金及其制备方法 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2937438A (en) * | 1958-07-14 | 1960-05-24 | Lloyd C Lemon | Method for joining aluminum to stainless steel |
FR1280923A (fr) * | 1960-01-30 | 1962-01-08 | Eikasu Kinzokukogyo Kabushiki | Soudure résistant à la corrosion pour alliages légers |
US3839023A (en) * | 1969-07-15 | 1974-10-01 | Redemat Sa | Creep resistant lead alloys |
JPS5524720A (en) * | 1978-08-10 | 1980-02-22 | Asahi Glass Co Ltd | Solder for hard-to-solder material |
JPS63123594A (ja) * | 1986-11-12 | 1988-05-27 | Toshiba Corp | 低温接合用合金 |
JPH02280991A (ja) * | 1989-04-19 | 1990-11-16 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | はんだ材料 |
JPH03188254A (ja) * | 1989-12-16 | 1991-08-16 | Mitsubishi Electric Corp | はんだめっき銅合金材 |
RU1785858C (ru) * | 1990-04-03 | 1993-01-07 | Ростовский инженерно-строительный институт | Припой дл бесфлюсовой пайки алюмини и его сплавов |
DE4015574A1 (de) * | 1990-05-15 | 1991-11-21 | Vacuumschmelze Gmbh | Metallegierung zum hartloeten |
-
1994
- 1994-06-13 JP JP6154244A patent/JP3045453B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1995
- 1995-03-23 CA CA002162263A patent/CA2162263A1/en not_active Abandoned
- 1995-03-23 RU RU96104383A patent/RU2132265C1/ru active
- 1995-03-23 DE DE69512898T patent/DE69512898T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1995-03-23 EP EP95913322A patent/EP0748666B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-03-23 KR KR1019950705547A patent/KR0175079B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1995-03-23 WO PCT/JP1995/000531 patent/WO1995034401A1/ja active IP Right Grant
- 1995-03-23 CN CN95190195A patent/CN1124471A/zh active Pending
- 1995-03-23 AU AU20825/95A patent/AU679631B2/en not_active Ceased
- 1995-04-10 TW TW084103424A patent/TW315339B/zh active
-
1996
- 1996-02-12 FI FI960630A patent/FI960630A0/fi unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TW315339B (ru) | 1997-09-11 |
EP0748666A4 (en) | 1998-11-11 |
EP0748666A1 (en) | 1996-12-18 |
JPH10235491A (ja) | 1998-09-08 |
WO1995034401A1 (fr) | 1995-12-21 |
CN1124471A (zh) | 1996-06-12 |
DE69512898D1 (de) | 1999-11-25 |
DE69512898T2 (de) | 2000-05-18 |
JP3045453B2 (ja) | 2000-05-29 |
KR0175079B1 (ko) | 1999-02-18 |
KR960702784A (ko) | 1996-05-23 |
EP0748666B1 (en) | 1999-10-20 |
AU679631B2 (en) | 1997-07-03 |
AU2082595A (en) | 1996-01-05 |
FI960630A (fi) | 1996-02-12 |
CA2162263A1 (en) | 1995-12-14 |
FI960630A0 (fi) | 1996-02-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100499754B1 (ko) | 무납 땜납 및 납땜 이음매 | |
EP0985486B1 (en) | Leadless solder | |
EP0847829B1 (en) | Lead-free solder composition | |
US6156132A (en) | Solder alloys | |
RU2662176C2 (ru) | Бессвинцовый припой | |
JP3221640B2 (ja) | 改良された力学的性質を持つPbを含まない半田 | |
EP0787559B1 (en) | Soldering alloy, cream solder and soldering method | |
RU2132265C1 (ru) | Высокопрочный сплав припоя | |
JPH09326554A (ja) | 電子部品接合用電極のはんだ合金及びはんだ付け方法 | |
JPH0970687A (ja) | 無鉛はんだ合金 | |
US6299835B1 (en) | Cadmium-free silver alloy as low-melting brazing filler material | |
WO2001089757A1 (en) | Variable melting point solders and brazes | |
EP0363740A1 (en) | Low temperature melting solder alloys | |
JPH10314980A (ja) | はんだ材料 | |
US4278479A (en) | Organic acid activated liquid solder flux | |
JPH10193169A (ja) | 無鉛はんだ合金 | |
JP2003245793A (ja) | ハンダ用組成物、ハンダ付け方法および電子部品 | |
CA2055910C (en) | Fluxless solder | |
JP2002307187A (ja) | 鉛フリーはんだ及びはんだ継手 | |
US4816219A (en) | Low-temperature solder composition | |
Zerrer et al. | Solidification and wetting behaviour of SnAgCu solder alloyed by reactive metal organic flux | |
JP3462025B2 (ja) | ソルダペースト | |
JP3501700B2 (ja) | 銅くわれ防止無鉛はんだ | |
JPH11151591A (ja) | 高温無鉛はんだ合金 | |
Melton | Reflow soldering evaluation of lead free solder alloys |