[其他]半導體致冷器焊料

在審

• 申請號: 101985000008316
• 申請日: 1985-11-07
• 公開（公告）號: CN85108316B
• 公開（公告）日: 1987-09-09
• 發明（設計）人: 鐘廣學
• 申請（專利權）人: 西北大學
• 代理公司: 西安西達專利代理有限責任公司
• 代理人: 王明軒;張建申

本發明提供了一類用于半導體致冷器的釬焊料。本系列釬焊料以Ｂｉ－Ｓｂ作為基質合金。在此基礎上加入適量的Ｓｎ、Ｌｉ、Ｐ、Ｃｏ、Ｎｉ完成焊料的設計。本系列釬焊料共有八種配方。這類釬焊料可以解決導流材料和半導體材料的同時可焊問題，使用溫度可達３００℃，而且釬接點牢固、抗氧化耐水蝕。釬接在空氣中進行，也不需要進行預先潤濕處理。可用于半導體致冷器技術中，釬接銅、鐵、鎳、金、銀、鉑等金屬材料與Ｂｉ－Ｓｂ－Ｓｅ－Ｔｅ系列的半導體溫差電材料。

本發明涉及一種新型焊料，特別是用于半導體致冷器的焊料。

現有同類焊料中，以Usup3，566，512（1971）和Francep 2，047，727（1971）兩種焊料為優，但這兩種焊料尚存在如下問題：焊接時需要在氫氣或惰性氣氛中進行，其次，France專利焊料還需預潤處理。工藝成本高，操作復雜，生產中很不方便且成本較高。由于這類焊料的焊接對象一個是金屬材料，一個是半導體材料。對這兩類性質差異很大的材料，要做到同時可焊，且由于電堆是在一定的溫差下工作的，存在熱膨脹問題，因而對焊料的要求很高。

本發明的目的是：1.用一種焊料就能實現導流材料（金屬）和半導體材料的同時可焊，為市場提供一種能適于自動焊接的新型焊料。2.提高焊料的使用溫度。3.從焊料成分與半導體材料的相容性原則出發，探討最佳方法。

用于半導體致冷器的焊料，對于兩種焊接對象，要求既要焊接牢靠，又要不引起半導體材料的明顯摻雜。而且焊接點的抗張強度，耐溫性能要求都較高。完成本發明的方案是：以Bi-Sb作為基質合金，在此基礎上加入下列元素：

①加入Sn-Li合金;②加入Sn-P合金

③加入一定量的Ni;④加入一定量的Co。

此外所選用的材料均不會引起把半導體有害摻雜。加入上述元素的用意還在于：它們對銅、鐵、鎳、金、銀、鉑以及半導體溫差電材料都具有很好的浸潤性。而且適當地調整配方，可以方便的改變焊料的熔點。從而適應焊接的要求，以下列出本系列焊料的八種配方，命名為BLH系列焊料。

①（10＃） 熔點245℃

Bi0.833 Sb0.093 Sn-Li（含Li2%）0.074

②（27#） 熔點250℃

Bi0.833 Sb0.093 Sn-Li（含Li2%） 0.037 Sn-P（含P1%）0.037

③（48#） 熔點243℃

Bi0.800 Sb0.100 Sn-P（含P1%）0.100

④（209＃） 熔點305℃

Bi0.8807 Sb0.1101 Ni0.0092

⑤（712#） 熔點304℃

Bi0.8649 Sb0.1081 Co0.0270

⑥（56＃） 熔點272℃

Bi0.8000 Sb0.0889 Ni0.0444 Sn-P（含P1%）0.0667

⑦（208#） 熔點287℃

Bi0.8000 Sb0.1048 Ni0.0476 Zn0.0476

⑧（714#） 熔點267℃

Bi0.7600 Sb0.0900 Ni0.0400 Sn-P（含P1%）0.0600 Co0.0500