[发明专利]一种高温无铅焊锡丝及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高温无铅焊锡丝，其涉及焊锡丝生产领域，其按质量份数计，主要包括锡粉120～180份、硅‑铜合金粉20～30份、镍粉12～16份、钨粉10～12份、银粉2～3份、钪粉3～5份、松香粉14～18份、助焊剂1～3份、表面活性剂2～5份、成膜剂0.2～2份、苯并三氮唑0.5～1.0份、砂轮灰15～20份、铟粉2～4份、铈粉1～3份、镓粉3～5份、贝壳粉20～30份。其省去铅加入的同时还能够保证较高的熔点，进而有利于减少对环境的污染。同时其制备方法较为简单，适合大规模进行生产。

技术领域

本发明涉及焊材生产领域，特别涉及一种高温无铅焊锡丝及其制备方法。

背景技术

焊锡丝是一种合金焊料，通常在使用电烙铁焊接时，采用焊锡丝作为焊料。为了方便使用者，其通常被设置为粗细不一的“丝”状卷，使用者可在使用的时候将其抽出，配合电烙铁使用即可。焊锡丝可将电子元器件固定在电路板上。当其被加热到一定温度后，其将被熔化，使被焊接的元器件与电路板连接在一起，待熔点冷却后，即凝固形成固定的焊点。

而现有焊锡丝材料多为有铅焊锡丝，采用有铅焊锡丝制造的各种电子产品被废弃或者在回收利用的过程中，都会对环境造成铅污染，给人们的健康带来极大的危害。目前，高铅高温焊锡丝(含铅85%以上的)由于替代材料较少,在国内外一直被沿用,常规无铅焊锡丝在最近几年陆续问世，例如锡银系焊锡丝、锡铜系焊锡丝、锡锌系焊锡丝、锡银铜系焊锡丝等。现有的无铅焊锡丝主要围绕着共晶点及附近小的波动范围内展开，焊锡丝熔点较低，而高温无铅焊锡丝则很少，例如，可以替代含铅90%的高铅高温焊锡等无铅焊锡目前就不存在。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高温无铅焊锡丝，其保证了在不添加铅的情况下，焊锡丝还能够具有较高的熔点，进而既提高了温度也满足了需要，另外其制备方法也比较的简单，适合大规模进行生产。

本发明的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：一种高温无铅焊锡丝，按质量份数计，主要包括锡粉120～180份、硅-铜合金粉20～30份、镍粉12～16份、钨粉10～12份、银粉2～3份、钪粉3～5份、松香粉14～18份、助焊剂1～3份、表面活性剂2～5份、成膜剂0.2～2份、苯并三氮唑0.5～1.0份、砂轮灰15～20份、铟粉2～4份、铈粉1～3份、镓粉3～5份、贝壳粉20～30份。

通过采用上述技术方案，首先锡和银及钨能够形成锡-钨和锡-银合金，它们的熔点接近于锡-铅合金的熔点。这样在保证原有要求的情况下，也省去了铅的添加，从而能够减少对环境的污染，以及避免焊接过程中人体吸入含铅烟雾，而造成不可逆的损伤。

同时，添加的铈不仅能够细化晶柱，增加塑性，改善加工性能，同时由于铈拥有较强亲锡的能力，铈会优先与锡化合，这些优先析出、分布均匀的化合物能够成为进一步的非均质形核中心，使得焊锡丝的组织进一步的细化，同时也减少了焊锡丝中块状的 Cu6Sn6化合物的数量，改善了焊锡丝的组织分布，从而使焊锡丝的力学性能得到提高。另外，由于铈和锡的化合，在一定程度上使得焊锡丝在熔融焊接的时候，能够降低锡气化的概率，从而也就能够降低了焊接人员患锡尘肺的概率。

再者，铟能够降低银的熔化温度，引起液态金属过热度增大，流动性增强，从而能够改善焊锡的铺展性能。并且锡、铟能够形成置换式固溶体。置换式固溶体由于溶质原子的存在及原子尺寸的差别，将引起弹性应变—点阵畸变，形成Cottrell气团，Cottrell气团有钉扎位错和阻滞位错滑移的能力。锡、铟的置换式固溶强化作用使接头的强度得到一定程度的提高。

并且，将硅通过采用铜—硅中间合金引入到材料当中，Sn能与铜—硅中间合金的枝晶偏析加重，使得浇铸完成之后的焊锡丝当中的合金热轧组织的细化，使得合金力学性能的影响显著，便于对焊锡进行后续的加工。