RU2268126C2 - Припой, по существу не содержащий свинец, и способ его получения - Google Patents
Припой, по существу не содержащий свинец, и способ его получения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2268126C2 RU2268126C2 RU2004103629/02A RU2004103629A RU2268126C2 RU 2268126 C2 RU2268126 C2 RU 2268126C2 RU 2004103629/02 A RU2004103629/02 A RU 2004103629/02A RU 2004103629 A RU2004103629 A RU 2004103629A RU 2268126 C2 RU2268126 C2 RU 2268126C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solder
- lead
- solders
- free
- present
- Prior art date
Links
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 192
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 44
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 44
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims abstract description 43
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims abstract description 31
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 30
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 19
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 13
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims abstract description 13
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000005476 soldering Methods 0.000 claims description 10
- 238000005219 brazing Methods 0.000 claims description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 abstract 2
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 22
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 11
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 11
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 10
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 9
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 4
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 4
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 239000012080 ambient air Substances 0.000 description 1
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- -1 for example Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000009616 inductively coupled plasma Methods 0.000 description 1
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000011112 process operation Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
Images
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
- B23K35/262—Sn as the principal constituent
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
- Parts Printed On Printed Circuit Boards (AREA)
- Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
- Thermally Insulated Containers For Foods (AREA)
- Nonmetallic Welding Materials (AREA)
- Details Of Resistors (AREA)
- Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
Изобретение относится к припоям, которые по существу не содержат свинец. Припой получают путем смешения олова, серебра, индия, меди и фосфора. Полученный припой, по существу не содержащий свинец, содержит 91,39% олова, 4,1% серебра, 4,0% индия, 0,5% меди и 0,01% фосфора и используется в способах пайки волной. Обеспечиваются простота и экономичность пайки при использовании предложенного припоя. 3 н. и 1 з.п. ф-лы, 13 ил.
Description
Данное изобретение относится к припоям, в частности к припоям, которые по существу не содержат свинец.
Многие общепринятые припои содержат свинец в качестве основного компонента. Такие припои часто имеют желательные физические свойства, и использование содержащих свинец припоев является широко распространенным в нескольких отраслях промышленности, включая отрасли, относящиеся к получению печатных плат. Например, припой, содержащий 63% олова и 37% свинца, обычно используют в способах пайки волной припоя.
Однако существует возрастающая потребность в припоях без свинца вследствие, например, соображений охраны окружающей среды, и, по-видимому, весьма вероятно, что через несколько лет будет узаконено в нескольких странах требование к припоям, используемым во многих технологических операциях, чтобы они содержали небольшое количество или вообще не содержали свинец.
Предыдущие попытки составления припоев без свинца не имели большого успеха. Общепринятые припои без свинца обычно имеют нежелательные физические свойства, в том числе плохую смачиваемость, низкую текучесть, низкую совместимость с существующими компонентными покрытиями и избыточную окалину. Особой проблемой, которая была обнаружена при использовании припоев без свинца, является проблема отслаивания кромки, когда отслаивание припоя на краю металлизированного сквозного отверстия в печатной плате приводит к отделению его от подложенного материала, например покрытия никель/золото. Другой проблемой является тот факт, что припои без свинца часть имеют высокую скорость растворения меди, часто так что медь выщелачивается в припой без свинца из компонентов и печатной платы в контакте с припоем.
В результате некоторыми производителями обнаружено, что существующие способы пайки, которые действовали эффективно в течение многих лет, теперь должны быть значительно модифицированы для приспособления к использованию припоев без свинца. Кроме того, существующие материалы, которые используют при получения печатных схем, могут быть заменены, чтобы быть совместимыми с использованием припоев без свинца. Такая модификация способов и материалов широко рассматривается в качестве слабого использования ресурсов, в частности потому, что стандарт изделий, изготовляемых с использованием известных припоев без свинца, как указано выше, часто является значительно более низким, чем может быть достигнуто с использованием общепринятых содержащих свинец припоев.
Наиболее близким к заявленному изобретению является решение, согласно которому по существу не содержащий свинец припой содержит 85,6-97,6% олова, 1,5-7,0% серебра, 0,5-6,0% индия, 0,4-1,4% меди (см, WO 9709455, кл. С 22 С 13/00, от 13.03.97 г.)
Задачей настоящего изобретения является предложение припоя без свинца, который способен служить в качестве более или менее непосредственного заменителя общепринятых содержащих свинец припоев.
В соответствии с этим в одном аспекте настоящего изобретения припой включает 91,39% олова, 4,1% серебра, 4,0% индия, 0,5% меди и 0,01% фосфора.
В другом аспекте настоящего изобретения предложен способ получения по существу не содержащего свинец припоя, включающий стадию смешивания олова, серебра, индия, меди и фосфора таким образом, чтобы содержание олова в припое составляло 91,39%; содержание серебра в припое составляло 4,1%; содержание индия в припое составляло 4,0%, содержание меди в припое составляло 0,5% и содержание фосфора составляло 0,01%.
Следующий аспект настоящего изобретения предлагает способ пайки, включающий стадию использования припоя, включающего 91,39% олова, 4,1% серебра, 4,0% индия, 0,5% меди и 0,01% фосфора.
Способ, преимущественно, включает стадию пайки волной припоя с использованием по существу не содержащего свинец припоя.
Чтобы настоящее изобретение могло быть легче понято, теперь будут описаны его примеры путем приведения примера со ссылкой на прилагаемый графический материал, в котором
Фиг.1 представляет собой таблицу времени смачивания в секундах при различных температурах для выбора различных припоев, в том числе припоя, включенного в изобретение;
Фиг.2 представляет собой графическое предоставление данных, выраженных в таблице на фиг.1;
Фиг.3 представляет собой таблицу максимальной силы смачивания при различных температурах для выбора различных припоев, в том числе припоя, включенного в настоящее изобретение;
Фиг.4 представляет собой графическое изображение данных, представленных в таблице на фиг.3;
Фиг.5 представляет собой таблицу, показывающую физические свойства, в том числе коэффициент теплового расширения, для выбора припоев, в том числе припоя, включенного в настоящее изобретение;
Фиг.6 представляет собой графическое изображение данных теплового расширения, представленных в таблице на фиг.5;
Фиг.7 представляет собой таблицу механических свойств, включая прочность на растяжение и предел текучести для выбора различных припоев, в том числе припоя, включенного в настоящее изобретение;
Фиг.8 представляет собой графическое изображение данных прочности на растяжение и предела текучести, представленных в таблице на фиг.7;
Фиг.9 представляет собой таблицу результатов, полученных в испытаниях на отслаивания кромки, проведенных для выбора различных припоев без свинца, в том числе припоя, включенного в настоящее изобретение;
Фиг.10А и 10В представляют собой две пары микрографических изображений на двух различных шкалах, указанные пары изображений соответственно показывают кромки припоя, включенного в изобретение, сцепляющегося с покрытиями никель/золото и OSP (полимерные покрытия на медном субстрате);
Фиг.11 представляет собой таблицу, показывающую скорость растворения меди в различных типах припоя, в том числе припоя без свинца, включенного в настоящее изобретение;
Фиг.12 представляет собой графическое изображение данных, представленных в таблице на фиг.12;
Фиг.13 представляет собой таблицу, показывающую уровень образования окалины различными припоями, включая припой без свинца, включенный в настоящее изобретение.
Как описано выше, общепринятые припои без свинца страдают несколькими недостатками, включая слабые смачивающие свойства, низкую текучесть, низкую совместимость с существующими компонентными покрытиями, отслаивание кромки, высокие скорости растворения меди и избыточное образованием окалины по сравнению с общепринятыми припоями, содержащими свинец.
Однако теперь обнаружено, что припой, включенный в настоящее изобретение и состоящий из сплава без свинца, включающего от 88,5% до 93,2% олова, от 3,5% до 4,5% серебра, от 2,0% до 6,0% индия, от 0,3% до 1,0% меди и до 0,5% антиоксиданта или добавки против окалины, такой как фосфор или другое неметаллическое соединение или элемент, обладает значительно улучшенные свойства по сравнению с известными не содержащими свинец припоями. Действительно, свойства припоев, включенных в настоящее изобретение, являются сравнимыми с общепринятыми припоями, содержащими свинец, в отношении смачиваемости, текучести, совместимости с существующими компонентными покрытиями, отслаивания кромки, скорости растворения меди и образования окалины.
Чтобы продемонстрировать преимущественные свойства припоев, включенных в настоящее изобретение, провели пять испытаний, как будет описано ниже. Указанные испытания проводили на предпочтительном варианте осуществления припоя настоящего изобретения, который назван здесь СПЛАВОМ 349 и включает 91,39% олова, 4,2% серебра, 4,0% индия, 0,5% меди и 0,01% фосфора.
Испытание 1: Смачиваемость
Первое испытание относилось к смачиваемости образца припоя, включенного в настоящее изобретение, по сравнению с образцами, выбранными из известных припоев, а именно восемью существующими припоями без свинца и общепринятым содержащим свиней припоем.
Девятью известными припоями были следующие:
1. Содержащий свинец припой состава: 63% Sn; 37% Pb.
2. Первый не содержащий свинец припой состава: 99,3% Sn; 0,7% Cu.
3. Второй не содержащий свинец припой состава: 96,5% Sn; 3,5% Ag.
4. Третий не содержащий свинец припой (названный здесь VIROMET 217) состава: 88,3% Sn; 3,2% Ag; 4,5% Bi; 4,0% In.
5. Четвертый не содержащий свинец припой (названный здесь VIROMET 411) состава: 92% Sn.; 2% Cu; 3% Ag; 3% Bi.
6. Пятый не содержащий свинец припой (названный здесь VIROMET 513) состава: 92,8% Sn; 0,7% Cu; 0,5% Ga; 6% In.
7. Шестой не содержащий свинец припой состава: 93,5% Sn; 3,5% Ag, 3,0% Bi.
8. Седьмой не содержащий свинец припой состава: 95,5% Sn; 4,0% Ag; 0,5% Cu.
9. Восьмой не содержащий свинец припой состава: 96,0% Sn; 2,5% Ag; 1,0% Bi; 0,5% Cu.
Первый аспект первого испытания включает измерение времени смачивания, основанное на стандарте ANSI/J Std-003, для припоев при разных температурах, составляющих от 235°С до 265°С. В данном испытании образец меди погружали в некоторое количество каждого расплавленного припоя. Измеряющее точную силу устройство соединяли с образцом меди и располагали так, чтобы можно было измерить и зарегистрировать вертикальные силы, действующие на образец.
Варьирование в вертикальной силе, действующей на образец меди во время погружения его в расплавленные припои, обусловлено двумя основными факторами. Первый из них, подъемная сила, увеличивается от направленной силы, оказывающей воздействие на образец из-за вытеснения припоя; эта сила равна весу припоя, вытесненного образцом. Поскольку объем части образца, который был погружен в припой, и плотность припоя известны, эта направленная вверх сила может быть вычислена и принята во внимание.
Вторым фактором является сила, действующая на образец вследствие изменения угла контакта между поверхностью припоя и поверхностью образца. Время смачивания в каждом конкретном случае определяли как время, необходимое, чтобы сила смачивания, действующая на образец, была равна нулю.
Результаты первого аспекта первого испытания показаны на фиг.1. Итак, припой, включенный в настоящее изобретение, обнаруживал время смачивания для каждой из температур, которое было совместимо с временем смачивания, обнаруживаемым общепринятым, содержащим свинец припоем. Кроме того, припой, включенный в настоящее изобретение, демонстрировал время смачивания, которое обычно было ниже, чем время смачивания, показываемое любым из других не содержащих свинец припоев. Время смачивания представляет собой величину скорости, с которой припой прилипает к веществу и, несомненно, низкое время смачивания является желательным свойством припоя. Отсюда можно увидеть, что припой, включенный в настоящее изобретение, проявлял себя в целом лучше в первом аспекте первого испытания, чем любой из существующих припоев без свинца.
Результаты первого аспекта первого испытания демонстрируются в графической форме на фигуре 2. Из данного графика можно видеть, что результаты, представляющие характеристики общепринятого припоя, содержащего свинец, и припоя, включенного в настоящее изобретение, следуют друг за другом совсем близко по сравнению с результатами, представляющими характеристики других не содержащих свинец припоев.
Второй аспект первого испытания включал измерение максимальной силы смачивания через 2,0 секунды после погружения образца в соответствующие припои. Сила смачивания, как описано выше, является силой прилипания припоя к образцу. Очевидно, что сила смачивания предоставляет полезный показатель силы, с которой припой связывается с субстратом, и высокая сила смачивания является желательным свойством для припоя.
Результаты второго аспекта первого испытания показаны на фиг.3. Они таковы: включенный в настоящее изобретение припой проявлял максимальную силу смачивания через 2,0 секунды после погружения в него образца при каждой из рассматриваемых температур, что сравнимо с максимальной силой смачивания, демонстрируемой общепринятым содержащим свинец припоем, хотя иногда этот показатель был ниже. Хотя некоторые из существующих не содержащих свинец припоев обнаруживали силу смачивания, которая была ближе к силе смачивания общепринятого содержащего свинец припоя при таких же температурах, только VIROMET 217 проявлял несколько лучшие общие результаты и припой настоящего изобретения проявлял силу смачивания, которая была близка к силе смачивания общепринятого содержащего свинец припоя при всех рассматриваемых температурах. Это свойство припоя, включенного в настоящее изобретение, позволяет припою изобретения вести себя аналогично общепринятым содержащим свинец припоям при различных температурных условиях или когда пайку проводят при различных температурных условиях.
Результаты второго аспекта первого испытания представлены в графической форме на фиг.4, которая ясно показывает, что результаты припоя, включенного в настоящее изобретение, повторяют результаты, представляющие общепринятый содержащий свинец припой, по меньшей мере так близко, как лучший из результатов, представляющих другие не содержащие свинец припои.
Из результатов первого испытания ясно видно, что припой, включенный в настоящее изобретение, проявляет очень близкие свойства в отношении смачиваемости с общепринятым содержащим свинец припоем. Несомненно, что такая близость в физических свойствах делает припой, включенный в настоящее изобретение, подходящим для использования в качестве заменителя общепринятого содержащего свинец припоя.
Испытание 2: Механические свойства
Второе испытание сравнивало механические свойства припоя настоящего изобретения с механическими свойствами общепринятого содержащего свинец припоя. В данном втором испытании различные механические свойства испытывали в соответствии со стандартом ASTM для сравнения свойств ALLOY 349, припоя, включенного в настоящее изобретение, с общепринятым содержащим свинец припоем состава 63% Sn/37% Pb и с семью другими существующими не содержащими свинец припоями со следующими составами:
1. Первый не содержащий свинец припой: 99,3% Sn; 0,7% Cu.
2. Второй не содержащий свинец припой: 96,5% Sn; 3,5% Ag.
3. Третий не содержащий свинец припой (названный здесь VIROMET 217): 88,3% Sn; 3,2% Ag; 4,5% Bi, 4,0% In.
4. Четвертый не содержащий свинец припой (названный здесь VIROMET HF): 92,8% Sn; 0,7% Cu; 0,5% Ga; 6% In.
5. Пятый не содержащий свинец припой: 93,5% Sn; 3,5% Ag; 3,0% Bi.
6. Шестой не содержащий свинец припой: 95,5% Sn; 4,0% Ag; 0,5% Cu.
7. Седьмой не содержащий свинец припой: 96% Sn; 2,5% Ag; 0,5% Cu; 1,0% Bi.
Первый аспект данного второго испытания включает определение температуры плавления, коэффициента теплового расширения (СТЕ) и удельную плотность припоев при испытании. Результаты данного первого аспекта второго испытания табулированы на фиг.5 и показаны в графической форме на фиг.6.
Как должно быть ясно из данных таблицы и графика, оказалось, что припой ALLOY 349 настоящего изобретения имеет коэффициент теплового расширения, который является очень близким коэффициенту общепринятого содержащего свинец припоя, так что любое опасение несовместимости между припоем настоящего изобретения и существующими компонентами и печатной платой значительно снижается.
Второй аспект второго испытания включает измерение прочности на растяжение, нагрузки при максимальной нагрузке, предела текучести и модуля Юнга различных припоев. Результаты этих испытаний представлены полностью в таблице на фиг.7, тогда как на фиг.8 графически показана прочность на растяжение и предел текучести каждого из припоев.
Как можно видеть из фиг.7 и 8, результаты данного испытания демонстрируют, что припой СПЛАВА 349, включенного в настоящее изобретение, имеет лучшую прочность и лучший модуль Юнга по сравнению с общепринятым содержащим свинец припоем, в результате чего указываем, что соединения кромки, образованные сплавом по данному изобретению, могут быть потенциально значительно крепче, чем соединения, образованные из общепринятого содержащего свинец припоя.
Испытание 3: Отслаивание кромки
Повышенное использование не содержащих свинец припоев в различных отраслях промышленности показало, что имеется тенденция к отслаиванию кромки, когда не содержащие свинец припои используют вместе с печатными платами с металлизированными сквозными отверстиями с использованием как OSP-, так и Ni/Au-покрытий.
В третьем испытании появление такого отслаивания кромки испытывали для выбора припоев без свинца, а именно припоя СПЛАВ 349, включенного в настоящее изобретение, и следующих шести существующих припоев без свинца:
1. Первый не содержащий свинец припой: VIROMET 217.
2. Второй не содержащий свинец припой: 92,3% Sn; 3,2% Ag; 0,5% Bi; 4,0%.
3. Третий не содержащий свинец припой: 89,8% Sn, 3,2% Ag; 1,0% Bi; 6,0% In.
4. Четвертый не содержащий свинец припой: 88,8% Sn, 3,2% Ag; 2,0% Bi; 6,0% In.
5. Пятый не содержащий свинец припой: 94,5% Sn; 4,0% Ag; 0,5% Cu; 1,0% Bi.
6. Шестой не содержащий свинец припой: 96,5% Sn; 3,5% Ag.
Результаты данного третьего испытания иллюстрируются на фиг.9, 10А и 10В, причем на фиг.9 результаты представлены в табулированной форме. На фиг.10А и 10В показаны микрофотографии на двух различных шкалах соединений кромки, образованных с использованием припоя СПЛАВ 349, включенного в настоящее изобретение, на Ni/Au- и OSP-покрытиях соответственно. Эти результаты очевидно показывают, что использование припоя, включенного в настоящее изобретение, позволяет исключить дефекты отслаивания кромки при использовании OSP- и никель/золото-покрытых сквозных отверстий в печатных платах.
Испытание 4: Скорость растворения меди
Четвертое испытание проводили для сравнения скорости растворения меди в не содержащем свинец припое, включенном в настоящее изобретение, с общепринятым содержащим свинец припоем (63% Sn/37% Pb) и тремя следующими существующими не содержащими свинец припоями:
1. Первый не содержащий свинец припой: VIROMET 217.
2. Второй не содержащий свинец припой: 99,3% Sn; 0,7% Cu.
3. Третий не содержащий свинец припой: 95,5% Sn; 4,0% Ag; 0,5% Cu.
Испытание проводили погружением известной массы обработанной флюсом медной пластины в расплавленный припой, и концентрацию меди в припое затем измеряли с использованием плазменного оборудования с индуктивной связью. Скорость растворения меди затем вычисляли на основе концентрации меди, обнаруженной в припое, в зависимости от массы меди, погруженной в припой.
Результаты данного четвертого испытания выражены на фиг.11 и 12, которые соответственно показывают результаты в табулированной форме и в графической форме. Как можно видеть на фиг.11 и 12, сплав, включенный в настоящее изобретение, имеет незначительно более высокую скорость растворения меди, чем общепринятый содержащий свинец припой, но имеет также одну из самых низких скоростей растворения, обнаруженных в испытанных не содержащих свинец припоях.
Испытание 5: Образование окалины
Пятое испытание относится к пригодности припоя настоящего изобретения для использования в машине пайки волной припоя. В примере пайки волной припоя печатную плату удерживают непосредственно выше поверхности расплавленного припоя в тигле. Затем вызывают распространение волны поперек поверхности расплавленного припоя с достаточной амплитудой, чтобы гребень волны входил в контакт с поверхностью печатной платы. Волна является такой широкой, как печатная плата (или ее части, которые требуется припаять), и поскольку волна распространяется поперек поверхности расплавленного припоя, все части обращенной вниз поверхности печатной платы контактируют с расплавленным припоем.
При использовании существующих не содержащих свинец припоев уровни окалины, присутствующей в тигле после нескольких использований, как было показано, в некоторых случаях являются неприемлемо высокими.
Пятое испытание проводили для определения степени образования окалины при использовании припоя из СПЛАВА 349, включенного в настоящее изобретение, по сравнению с общепринятым припоем состава 63%Sn/37% Pb и с тремя другими следующими существующими не содержащими свинец припоями.
1. Первый не содержащий свинец припой: VIROMET 217.
2. Второй не содержащий свинец припой: 99,3% Sn; 0,7% Cu.
3. Третий не содержащий свинец припой: 95,5%Sn; 4,0% Ag; 0,5% Cu.
В данном испытании испытываемый припой использовали в тигле расплавленного припоя в имитированной общепринятой машине для пайки волной припоя. Никакие изменения в машине не проводили, чтобы приспособить использование припоя настоящего изобретения и машины для пайки волной припоя для пайки печатных схем таким же образом, как для общепринятого припоя олово/свинец. Машина для пайки волной припоя действовала при нормальном воздухе окружающей среды при температуре тигля 245°С, причем платы двигались над поверхностью тигля со скоростью от 1,4 до 1,8 м/мин. В конце каждого из четырех последовательных 15 минутных периодов операции окалину в тигле удаляли и взвешивали для определения количества окалины, образованной способом пайки волной припоя в каждый период. Массы затем суммированы для определения скорости образования окалины в час. Результаты данного пятого испытания табулированы на фиг.13, которая ясно демонстрирует, что припой, включенный в настоящее изобретение, образует окалину в меньшей степени, чем все другие, не содержащие свинец припои, кроме одного, и в меньшей степени, чем общепринятый, содержащий свинец припой.
Как может быть очевидно из вышеуказанных результатов, настоящее изобретение предлагает не содержащий свинец припой, который является очень подходящим для использования в качестве прямой замены общепринятых содержащих свинец припоев из-за сравнимых характеристик смачиваемости, текучести, совместимости с существующими компонентными покрытиями, отслаивания кромки и образования окалины, проявляемых припоем настоящего изобретения.
Таким образом, для изготовителей может быть исключена или значительно снижена необходимость замены существующего оборудования, способов или компонентных покрытий для приспособления с целью применения не содержащего свинец припоя посредством использования припоя, включенного в настоящее изобретение. В результате этого способ преобразования оборудования изготовителя для использования не содержащего свинец припоя может стать более простым и более экономически выгодным, чем рассматриваемый до сих пор.
В настоящем описании термин "включает" означает "включает или состоит из" и термин "включающий" означает "включающий или состоящий из".
Признаки, описанные в вышеприведенном описании или нижеследующей формуле изобретения или сопутствующих графических материалах, представленные в их конкретных формах или в виде средств для выполнения описанной функции, или способа, или процесса достижения полученного результата, по мере необходимости могут быть по отдельности или в виде любой комбинации таких признаков использованы для реализации данного изобретения в его разнообразных формах.
Claims (4)
1. По существу не содержащий свинец припой, содержащий 91,39% олова, 4,1% серебра, 4,0% индия, 0,5% меди и 0,01% фосфора.
2. Способ получения по существу не содержащего свинец припоя, включающий стадию смешения олова, серебра, индия, меди и фосфора таким образом, чтобы
содержание олова в припое составляло 91,39%;
содержание серебра в припое составляло 4,1%;
содержание индия в припое составляло 4,0%;
содержание меди в припое составляло 0,5% и
содержание фосфора в припое составляло 0,01%.
3. Способ пайки, включающий в себя стадию использования по существу не содержащего свинец припоя, содержащего 91,39% олова, 4,1% серебра, 4,0% индия, 0,5% меди и 0,01% фосфора.
4. Способ по п.3, который включает в себя стадию пайки волной припоя с использованием по существу не содержащего свинец припоя.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SG200104071-6A SG139507A1 (en) | 2001-07-09 | 2001-07-09 | Improvements in or relating to solders |
| SG200104071-6 | 2001-07-09 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2004103629A RU2004103629A (ru) | 2005-06-10 |
| RU2268126C2 true RU2268126C2 (ru) | 2006-01-20 |
Family
ID=20430801
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2004103629/02A RU2268126C2 (ru) | 2001-07-09 | 2002-01-22 | Припой, по существу не содержащий свинец, и способ его получения |
Country Status (22)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6843862B2 (ru) |
| EP (1) | EP1404483B1 (ru) |
| JP (1) | JP3795797B2 (ru) |
| CN (1) | CN1235717C (ru) |
| AT (1) | ATE278502T1 (ru) |
| AU (1) | AU2002226534B2 (ru) |
| BR (1) | BR0210970A (ru) |
| CZ (1) | CZ303793B6 (ru) |
| DE (1) | DE60201542T2 (ru) |
| DK (1) | DK1404483T3 (ru) |
| ES (1) | ES2230477T3 (ru) |
| HU (1) | HU229014B1 (ru) |
| MX (1) | MXPA04000229A (ru) |
| MY (1) | MY123567A (ru) |
| NO (1) | NO337878B1 (ru) |
| NZ (1) | NZ530220A (ru) |
| PL (1) | PL201507B1 (ru) |
| PT (1) | PT1404483E (ru) |
| RU (1) | RU2268126C2 (ru) |
| SG (1) | SG139507A1 (ru) |
| TW (1) | TW592869B (ru) |
| WO (1) | WO2003006200A1 (ru) |
Families Citing this family (40)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8918073B2 (en) * | 2002-03-28 | 2014-12-23 | Telecommunication Systems, Inc. | Wireless telecommunications location based services scheme selection |
| US9154906B2 (en) | 2002-03-28 | 2015-10-06 | Telecommunication Systems, Inc. | Area watcher for wireless network |
| JP2004179618A (ja) * | 2002-10-04 | 2004-06-24 | Sharp Corp | 太陽電池およびその製造方法、太陽電池用インターコネクター、ストリングならびにモジュール |
| JP2004146464A (ja) * | 2002-10-22 | 2004-05-20 | Sharp Corp | 太陽電池およびその製造方法、太陽電池用インターコネクター、ストリングならびにモジュール |
| US7111771B2 (en) * | 2003-03-31 | 2006-09-26 | Intel Corporation | Solders with surfactant-refined grain sizes, solder bumps made thereof, and methods of making same |
| US20040187976A1 (en) * | 2003-03-31 | 2004-09-30 | Fay Hua | Phase change lead-free super plastic solders |
| US7282175B2 (en) * | 2003-04-17 | 2007-10-16 | Senju Metal Industry Co., Ltd. | Lead-free solder |
| JP3925554B2 (ja) * | 2003-10-07 | 2007-06-06 | 千住金属工業株式会社 | 鉛フリーはんだボール |
| US20050100474A1 (en) * | 2003-11-06 | 2005-05-12 | Benlih Huang | Anti-tombstoning lead free alloys for surface mount reflow soldering |
| US20080126535A1 (en) * | 2006-11-28 | 2008-05-29 | Yinjun Zhu | User plane location services over session initiation protocol (SIP) |
| EP1560272B1 (en) * | 2004-01-29 | 2016-04-27 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Solar cell module |
| US8961709B1 (en) | 2004-03-09 | 2015-02-24 | Senju Metal Industry Co., Ltd. | Solder paste |
| US7223695B2 (en) * | 2004-09-30 | 2007-05-29 | Intel Corporation | Methods to deposit metal alloy barrier layers |
| US6985105B1 (en) * | 2004-10-15 | 2006-01-10 | Telecommunication Systems, Inc. | Culled satellite ephemeris information based on limiting a span of an inverted cone for locating satellite in-range determinations |
| GB2406101C (en) * | 2004-10-27 | 2007-09-11 | Quantum Chem Tech Singapore | Improvements in ro relating to solders |
| US20060120911A1 (en) * | 2004-12-08 | 2006-06-08 | Manoj Gupta | Method of forming composite solder by cold compaction and composite solder |
| US20070231594A1 (en) * | 2005-08-12 | 2007-10-04 | John Pereira | Multilayer solder article |
| US20070036670A1 (en) * | 2005-08-12 | 2007-02-15 | John Pereira | Solder composition |
| US20080175748A1 (en) * | 2005-08-12 | 2008-07-24 | John Pereira | Solder Composition |
| US20070037004A1 (en) * | 2005-08-12 | 2007-02-15 | Antaya Technologies Corporation | Multilayer solder article |
| US20070292708A1 (en) * | 2005-08-12 | 2007-12-20 | John Pereira | Solder composition |
| US7749336B2 (en) * | 2005-08-30 | 2010-07-06 | Indium Corporation Of America | Technique for increasing the compliance of tin-indium solders |
| US20070071634A1 (en) * | 2005-09-26 | 2007-03-29 | Indium Corporation Of America | Low melting temperature compliant solders |
| US7825780B2 (en) * | 2005-10-05 | 2010-11-02 | Telecommunication Systems, Inc. | Cellular augmented vehicle alarm notification together with location services for position of an alarming vehicle |
| US7907551B2 (en) * | 2005-10-06 | 2011-03-15 | Telecommunication Systems, Inc. | Voice over internet protocol (VoIP) location based 911 conferencing |
| US20070172381A1 (en) * | 2006-01-23 | 2007-07-26 | Deram Brian T | Lead-free solder with low copper dissolution |
| US8150363B2 (en) | 2006-02-16 | 2012-04-03 | Telecommunication Systems, Inc. | Enhanced E911 network access for call centers |
| US8059789B2 (en) | 2006-02-24 | 2011-11-15 | Telecommunication Systems, Inc. | Automatic location identification (ALI) emergency services pseudo key (ESPK) |
| US7471236B1 (en) | 2006-03-01 | 2008-12-30 | Telecommunication Systems, Inc. | Cellular augmented radar/laser detector |
| US8208605B2 (en) * | 2006-05-04 | 2012-06-26 | Telecommunication Systems, Inc. | Extended efficient usage of emergency services keys |
| US20080259908A1 (en) * | 2006-09-26 | 2008-10-23 | John Gordon Hines | Location object proxy |
| WO2008057477A2 (en) * | 2006-11-03 | 2008-05-15 | Telecommunication Systems, Inc. | Roaming gateway enabling location based services (lbs) roaming for user plane in cdma networks without requiring use of a mobile positioning center (mpc) |
| US20080157910A1 (en) * | 2006-12-29 | 2008-07-03 | Park Chang-Min | Amorphous soft magnetic layer for on-die inductively coupled wires |
| US20080167018A1 (en) * | 2007-01-10 | 2008-07-10 | Arlene Havlark | Wireless telecommunications location based services scheme selection |
| EP2177305B1 (en) | 2007-07-18 | 2013-07-03 | Senju Metal Industry Co., Ltd | In-containing lead-free solder for on-vehicle electronic circuit |
| GB2455486A (en) * | 2008-03-05 | 2009-06-17 | Quantum Chem Tech Singapore | A sputtered film, solder spheres and solder paste formed from an Sn-Ag-Cu-In alloy |
| CN101474728B (zh) * | 2009-01-07 | 2011-06-01 | 高新锡业（惠州）有限公司 | 无铅软钎焊料 |
| US9841282B2 (en) | 2009-07-27 | 2017-12-12 | Visa U.S.A. Inc. | Successive offer communications with an offer recipient |
| CN109702372A (zh) * | 2019-03-06 | 2019-05-03 | 上海莜玮汽车零部件有限公司 | 无铅焊料合金及其应用 |
| CN113798725B (zh) * | 2021-10-13 | 2022-10-04 | 浙江强力控股有限公司 | 选择性波峰焊用免焊剂无铅焊料及其制备方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0307638A1 (de) * | 1987-09-12 | 1989-03-22 | DEMETRON Gesellschaft für Elektronik-Werkstoffe m.b.H. | Verwendung von Legierungen aus Zinn und/oder Blei als Weichlote zum Aufbringen von Halbleitern auf metallische Träger |
| WO1997009455A1 (en) * | 1995-09-01 | 1997-03-13 | Sarnoff Corporation | Soldering composition |
| US5938862A (en) * | 1998-04-03 | 1999-08-17 | Delco Electronics Corporation | Fatigue-resistant lead-free alloy |
Family Cites Families (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0235546B1 (de) * | 1986-02-19 | 1991-07-24 | Degussa Aktiengesellschaft | Verwendung einer Weichlotlegierung zum Verbinden von Keramikteilen |
| TW251249B (ru) * | 1993-04-30 | 1995-07-11 | At & T Corp | |
| US5520752A (en) * | 1994-06-20 | 1996-05-28 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Composite solders |
| JP3597607B2 (ja) * | 1995-08-11 | 2004-12-08 | 内橋エステック株式会社 | はんだ合金及びペ−スト状はんだ |
| JP3874031B2 (ja) | 1995-11-29 | 2007-01-31 | 内橋エステック株式会社 | 無鉛はんだ合金 |
| JP3643008B2 (ja) * | 1996-02-09 | 2005-04-27 | 松下電器産業株式会社 | はんだ付け方法 |
| KR980006783A (ko) | 1996-05-13 | 1998-03-30 | 이. 힐러 윌리엄 | 저가의 위상 고정 모터 제어 방법 및 구조 |
| JPH09326554A (ja) * | 1996-06-06 | 1997-12-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電子部品接合用電極のはんだ合金及びはんだ付け方法 |
| JPH10314980A (ja) * | 1997-05-14 | 1998-12-02 | Sony Corp | はんだ材料 |
| JPH11221694A (ja) * | 1998-02-06 | 1999-08-17 | Hitachi Ltd | 鉛フリーはんだを用いた実装構造体およびそれを用いた実装方法 |
| JP2000141078A (ja) * | 1998-09-08 | 2000-05-23 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | 無鉛ハンダ |
| WO2000018536A1 (en) * | 1998-09-30 | 2000-04-06 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Soldering material and electric/electronic device using the same |
| US6176947B1 (en) * | 1998-12-31 | 2001-01-23 | H-Technologies Group, Incorporated | Lead-free solders |
| JP3753168B2 (ja) * | 1999-08-20 | 2006-03-08 | 千住金属工業株式会社 | 微小チップ部品接合用ソルダペースト |
| JP4338854B2 (ja) * | 1999-11-25 | 2009-10-07 | 三井金属鉱業株式会社 | スズ−ビスマス系無鉛はんだ |
| WO2002040213A1 (en) * | 2000-11-16 | 2002-05-23 | Singapore Asahi Chemical And Solder Industries Pte. Ltd. | Lead-free solders |
-
2001
- 2001-07-09 SG SG200104071-6A patent/SG139507A1/en unknown
- 2001-08-09 MY MYPI20013738 patent/MY123567A/en unknown
- 2001-08-17 US US09/932,793 patent/US6843862B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-09-05 CN CNB011326336A patent/CN1235717C/zh not_active Expired - Lifetime
- 2001-10-09 TW TW090124883A patent/TW592869B/zh not_active IP Right Cessation
- 2001-11-30 JP JP2001367169A patent/JP3795797B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
2002
- 2002-01-22 ES ES02716141T patent/ES2230477T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2002-01-22 AT AT02716141T patent/ATE278502T1/de active
- 2002-01-22 CZ CZ20040209A patent/CZ303793B6/cs not_active IP Right Cessation
- 2002-01-22 HU HU0401432A patent/HU229014B1/hu unknown
- 2002-01-22 RU RU2004103629/02A patent/RU2268126C2/ru active
- 2002-01-22 DE DE60201542T patent/DE60201542T2/de not_active Expired - Lifetime
- 2002-01-22 NZ NZ530220A patent/NZ530220A/en not_active IP Right Cessation
- 2002-01-22 EP EP02716141A patent/EP1404483B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2002-01-22 PT PT02716141T patent/PT1404483E/pt unknown
- 2002-01-22 AU AU2002226534A patent/AU2002226534B2/en not_active Expired
- 2002-01-22 DK DK02716141T patent/DK1404483T3/da active
- 2002-01-22 WO PCT/GB2002/000259 patent/WO2003006200A1/en not_active Ceased
- 2002-01-22 PL PL364627A patent/PL201507B1/pl unknown
- 2002-01-22 MX MXPA04000229A patent/MXPA04000229A/es active IP Right Grant
- 2002-01-22 BR BR0210970-0A patent/BR0210970A/pt not_active Application Discontinuation
-
2004
- 2004-01-09 NO NO20040106A patent/NO337878B1/no not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0307638A1 (de) * | 1987-09-12 | 1989-03-22 | DEMETRON Gesellschaft für Elektronik-Werkstoffe m.b.H. | Verwendung von Legierungen aus Zinn und/oder Blei als Weichlote zum Aufbringen von Halbleitern auf metallische Träger |
| WO1997009455A1 (en) * | 1995-09-01 | 1997-03-13 | Sarnoff Corporation | Soldering composition |
| US5938862A (en) * | 1998-04-03 | 1999-08-17 | Delco Electronics Corporation | Fatigue-resistant lead-free alloy |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PT1404483E (pt) | 2005-01-31 |
| DE60201542T2 (de) | 2005-02-03 |
| DK1404483T3 (da) | 2004-11-22 |
| CZ303793B6 (cs) | 2013-05-09 |
| EP1404483A1 (en) | 2004-04-07 |
| PL364627A1 (en) | 2004-12-13 |
| MXPA04000229A (es) | 2005-03-07 |
| ATE278502T1 (de) | 2004-10-15 |
| PL201507B1 (pl) | 2009-04-30 |
| EP1404483B1 (en) | 2004-10-06 |
| JP3795797B2 (ja) | 2006-07-12 |
| NO20040106L (no) | 2004-03-09 |
| HU229014B1 (en) | 2013-07-29 |
| NZ530220A (en) | 2005-05-27 |
| WO2003006200A1 (en) | 2003-01-23 |
| JP2003039193A (ja) | 2003-02-12 |
| RU2004103629A (ru) | 2005-06-10 |
| AU2002226534B2 (en) | 2006-11-09 |
| TW592869B (en) | 2004-06-21 |
| HK1053278A1 (en) | 2003-10-17 |
| NO337878B1 (no) | 2016-07-04 |
| US20030007886A1 (en) | 2003-01-09 |
| MY123567A (en) | 2006-05-31 |
| CN1235717C (zh) | 2006-01-11 |
| HUP0401432A2 (en) | 2004-11-29 |
| CN1396039A (zh) | 2003-02-12 |
| SG139507A1 (en) | 2008-02-29 |
| DE60201542D1 (de) | 2004-11-11 |
| ES2230477T3 (es) | 2005-05-01 |
| BR0210970A (pt) | 2004-06-08 |
| CZ2004209A3 (cs) | 2004-09-15 |
| US6843862B2 (en) | 2005-01-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2268126C2 (ru) | Припой, по существу не содержащий свинец, и способ его получения | |
| AU2002226534A1 (en) | Improvements in or relating to solders | |
| KR100377232B1 (ko) | 무연땜납합금 | |
| US6296722B1 (en) | Lead-free solder alloy | |
| US7013564B2 (en) | Method of producing an electronic device having a PB free solder connection | |
| US9357657B2 (en) | Lead-free solder alloy for printed circuit board assemblies for high-temperature environments | |
| JP4453473B2 (ja) | 鉛フリーはんだ合金と、それを用いたはんだ材料及びはんだ接合部 | |
| US20020057986A1 (en) | Solders | |
| CN1168571C (zh) | 无铅软钎焊料合金 | |
| CN103586598A (zh) | 无铅锡条 | |
| Ganasan | Soldering on gold plated substrates-solder joint reliability and integrity of surface components | |
| JP7649043B2 (ja) | 鉛フリーはんだ合金 | |
| HK1053278B (en) | A lead-free solder, method for preparing the same and method of soldering by using the same. | |
| JP2003200288A (ja) | Ｐｂフリーはんだ材料及びそれを用いた電子機器 | |
| Hwang et al. | Lead-free implementation: drop-in manufacturing | |
| KR20120015147A (ko) | 저융점 무연 솔더 조성물 | |
| HK1031844B (en) | Lead-free solder |