無鉛焊料的製作方法
2023-07-28 19:49:01
專利名稱：無鉛焊料的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種無鉛焊料，更具體地說，本發明涉及一種以錫為基體金屬，添加幾種金屬製成的組合物，它能容易地製成無鉛焊料，還可以進一步拉製成絲，如無鉛焊絲，可廣泛地適用於燈飾行業和電子、儀器、儀表等行業。
背景技術：
燈飾行業燈罩的焊接現在一般採用高鉛焊料，電子行業的焊接同樣也普遍使用含鉛焊料；具體地說，含鉛焊料具有較好的焊接流動性和焊接後具有較好的機械性能而被廣泛地適用於燈飾行業和電子行業，由於重金屬鉛對人體危害性大，對環境造成的汙染越來越嚴重，含鉛焊料的使用將逐步限制，直到被禁止使用。因此，迄今為止迫切要求一種具有較好的焊接流動性和焊接後具有較好的機械性能無鉛焊料替代含鉛焊料解決含鉛焊料對人體和環境造成的危害問題。
國內曾經出現過一種俗稱噴金條，僅限使用於電力電容器行業，由於其材料的機械性能不好，不能順利地拉製成焊絲，因此不能順利使用燈飾行業和電子行業。
在中國專利也公布了多種形式的無鉛焊料，如公告號1139607公開了三星電機株式會社的《具有優越力學性質的無鉛料》，是按重量％的組成含有4-9％的Zn，2-5％的In，1-24％的Bi，其餘為Sn，是在基體金屬錫中加入鋅、銦、鉍來替代含鉛焊料中的鉛，成本高，可加工性差，易氧化。
有公告號為1198117公開了松下電器產業株式會社的《無鉛釺料合金》，第一種無鉛焊料基本上由以下成分組成7-10重量％的Zn，0.01-1重量％的Ni；0.1-3.5重量％的Ag以及0.1-3重量％的Cu中至少一種；任選的是含有0.2-6重量％的Bi；0.5-3重量％的In和0.001-1重量％的P中的至少一種；其餘為Sn。第二種此類無鉛釺料基本上由以下成分組成2-10重量％的Zn，10-30重量％的Bi；0.05-2重量％的Ag，任選的是含有0.001-1重量％的Bi；其餘為Sn，易氧化，可加工性差。
三星和松下公司公布的無鉛焊料具有較低熔化溫度並適用於釺焊電子元件，具有至少5Kg/mm2的拉伸強度和至少10％的延伸率。在三星和松下的第一種無鉛焊料中，Ni成分為焊料的必要成分，且三星和松下的第二種無鉛焊料的成分不含Cu，且松下的第二種無鉛焊料的成分中不含In。
然而，本發明者進行的大量實驗來看1、銅為焊料的雜質元素，一般在普通焊料中不超過0.03％，然而在無鉛焊料中超過0.5％時，焊接性大為改觀。
2、加入銅、銻、銦、銀等添加金屬後，改善了Sn的原有性能其液相線溫度降低，機械加工和拉伸性能、強度大為改善。
3、添加的Cu、Sb、In、Ag可以保證無鉛焊料具有良好的焊接流動性。
4、Ni元素對無鉛焊料的機械加工和拉伸能存在較大影響，使無鉛焊料拉伸性下降。
發明內容
本發明的目的是提供一種以銅、銻、銀、銦等添加金屬取代傳統錫鉛焊料的鉛的無鉛焊料，無鉛焊料的機械性能，焊接溫度，電性能與傳統焊料相當或有提高，且可拉製成為φ0.5mm的無鉛錫絲。
本發明的無鉛焊料，具體是按重量百分比由以下成分組成0.003-5％的銦，0.2-5％的銻，0.5-3％的銅，0.2-5％的銀，其餘為Sn。
具體的製備方法是1、首先按上述重量百分比稱取銅、銻、銦、銀和基體金屬錫；2、取其中的銅和基體金屬錫總量的40-60％置於同一坩鍋，在1100-1200℃加熱30-40分鐘攪拌成均一相而形成中間合金。
3、再將中間合金和基體金屬總量的60-40％，置於熔煉釜中，在350-400℃溫度下，加熱攪拌30-40分鐘，同時按上述重量比例加入銻、銀、銦等添加金屬。
4、在250-300℃的溫度條件下，對最終形成的焊料合金攪拌，鑄錠或鑄條。
5、將鑄錠或鑄條，在常溫條件下擠壓，拉絲成為無鉛錫焊絲。
附圖為本發明的製備工藝流程圖。
A為重量百分比基體金屬錫總量的40-60％。
B為重量百分比的銅。
C為重量百分比的銻、銦、銀。
D為重量百分比基體金屬錫總量的60-40％。
E為中間合金。
F為熔融焊料。
G為無鉛焊料錠。
H為無鉛錫焊絲。
1為1100-1200℃溫度條件下，在坩鍋內熔煉；2為350-400℃溫度下，在熔煉釜中熔煉；3為275-300℃溫度下澆鑄；4為機械擠壓，拉絲。
具體實施例方式下面結合附圖，實施例和比較例對本發明作進一步說明，但是本發明不僅限於這些例子。
實施例1B為2.5-3％Cu、C為0.5-1.0％銻、0.8-1.2％In、1.8-2.0％Ag。
實施例2B為1.0-2.5％Cu、C為0.2-0.8％銻、0.6-1.0％In、1.6-2.2％Ag。
實施例3B為0.5-1.0％Cu、C為0.5-2.0％銻、1.0-2.0％In、2-4％Ag。
按具體製備方法製得實施例1-3三種無鉛焊料的組成及相關性質見下表
JW-1無鉛焊料相關的檢測數據見下表
各項檢測數據均符合標準數據。JW-1無鉛焊料對同類產品的對照表見下表
*對照產品為進口產品，由表可見本發明的無鉛焊料各項指標與對照產品相當
權利要求
一種用於電子、儀器、儀表、燈飾等行業的無鉛焊料，它包括按重量％的組成含有0.2-5％的銀，0.2-5％的銻，0.5-3％的銅，0.003-5％的銦及其餘為錫。
全文摘要
本發明涉及一種用於電子、儀器、儀表、燈飾等行業的無鉛焊料，它包括按重量％的組成含有0.003－5％的銦，0.2－5％的銻，0.5－3％的銅，0.2－5％的銀及其餘為錫。本發明的無鉛焊料的機械性能，焊接溫度，電性能與傳統焊料相當或有提高，且可拉製成為φ0.5mm的無鉛錫絲，對人體和環境無損害。
文檔編號B23K35/26GK1398697SQ0112851
公開日2003年2月26日 申請日期2001年7月25日 優先權日2001年7月25日
發明者鄧和升, 於耀強, 張建輝, 鄧和軍, 鄧妍, 鄧曦 申請人:鄧和升