[发明专利]新型无铅焊料

说明书

 

技术领域：

    本发明涉及焊料技术领域，具体涉及一种新型无铅焊料。

背景技术：

焊料是用于填加到焊缝、堆焊层和钎缝中的金属合金材料的总称，包括焊丝、焊条、钎料等。

现有的焊料外观暗淡，且有的含有有毒物质，易造成污染，影响周边环境及人体健康。

现在市面上多数焊料强度小，扭力小，易变形，且不能适应恶劣的环境，影响电器的使用，它的使用范围小。

发明内容：

本发明的目的是提供新型无铅焊料，它强度大、拉力大、扭力大、抗蠕变疲劳，它外观光亮，且不含有毒物质，无污染，综合性能好，能满足电器元件和电子元件在电路板及电板接合上的焊接要求。

为了解决背景技术所存在的问题，本发明是采用以下技术方案：它的重量百分比的化学成分组成：Ag：0.03-7%、Cu：0.5-1.5%、Ce：0.001-0.02%、Ni：0.005-1.0%、In：0.01-0.5%、Au：0.0005-1.0%， 余量为Sn和通常微含量的物质。

本发明的制造工艺为：

A、          按照比例将所有原料称重；

B、          将原料放在炼锡炉中熔化并搅拌均匀；加完所有金属元素后搅拌约1-2小时左右；

C、          将搅拌均匀的合金锡铸造成条或锭或丝。

步骤B中的放料过程为：

a、在炼锡锅中按比例放入锡；

b、在锡炉温度达到300℃时添加相应比例的AU和IN；

c、在锡炉温度达到450℃时添加相应比例AG和CE；

d、在锡炉温度达到500℃时添加相应比例CU和NI。

本发明的使用领域为航海、海底探索、南北极考察等极端恶劣的环境下所使用的电子电器。

本发明强度大、拉力大、扭力大、抗蠕变疲劳，它外观光亮，且不含有毒物质，无污染，综合性能好，能满足电器元件和电子元件在电路板及电板接合上的焊接要求。

具体实施方式：

本具体实施方式采用以下技术方案：它的重量百分比的化学成分组成：Ag：0.03-7%、Cu：0.5-1.5%、Ce：0.001-0.02%、Ni：0.005-1.0%、In：0.01-0.5%、Au：0.0005-1.0%， 余量为Sn和通常微含量的物质。

本发明的制造工艺为：

A、按照比例将所有原料称重；

B、将原料放在炼锡炉中熔化并搅拌均匀；加完所有金属元素后搅拌约1-2小时左右；

C、          将搅拌均匀的合金锡铸造成条或锭或丝。

步骤B中的放料过程为：

a、在炼锡锅中按比例放入锡；

b、在锡炉温度达到300℃时添加相应比例的AU和IN；

c、在锡炉温度达到450℃时添加相应比例AG和CE；

d、在锡炉温度达到500℃时添加相应比例CU和NI。

所述的Ag可以与Sn基体形成Sn-Ag共晶而降低焊料的熔点，提高焊料的力学性能。

所述的Cu可以使Sn-Ag-Cu间形成三元共晶以降低焊料的熔点。Cu元素还可以提高Sn-Ag系焊料的润湿性，Cu元素的存在也可以提高焊料的强度以弥补Sn-Ag焊料强度不足的缺点，延长电子元器件的使用寿命。

所述的Ce可使焊料表面生成铈的抗氧化保护被膜，提高焊料的抗氧化性能，降低熔点。

所述的In可使其顺利应用于电子行业的波峰焊接（焊接时一般温度可控制在240℃-255℃的工作温度之间），因其液相线温度最好控制在260℃以内，并且其固相线温度及液相温度之差不应超过30℃-40℃，增加它的光亮度，这样不至于PCB板在焊接后由于过长的固相线及液相线温度之差而导致机械性能及结构的变化，同时在使用过程中造渣量低，在10%-20%之间。

所述的NI可以使合金锡的活性加大，因为活性大，所以在焊接电子脚密集的电路板时不会连锡，促使工作效率提高。

所述的Au可调节焊料的润滑性、活性、密度、强度、拉力、扭力、抗蠕变疲劳，增加焊点光泽度，提高焊料的抗氧化作用，在恶劣环境下耐腐蚀，抗环境急剧变化，使电器使用寿命达30-50年甚至以上。

本具体实施的合金构成了液相线温度低于220℃，工作温度差小于30℃-40℃,延伸率>20%,剪切强度>30MPA，抗拉强度>40N/mm²以上的无铅焊料合金。