[发明专利]一种无铅焊料合金及其应用

说明书

本发明提供一种无铅焊料合金及其应用，本发明的无铅焊料合金，按质量百分比计，含有铟75％～97％，银1％～6％，铜0.3％～3％，锌0～4％，镍0～2％，余量为锡和不可避免的杂质。本发明提供的无铅焊料合金环保，具有相对较高的液相线温度和固相线温度，可以承受较高的工作环境温度，同时在焊接时流动性佳，且能提供较佳的粘结强度。

技术领域

本发明属于无铅焊料技术领域，更具体地，涉及环保型的用于玻璃的无铅焊料组合物。

背景技术

汽车的挡风玻璃和后窗玻璃往往要承载一些所必须的功能，例如，与挡风玻璃相关的除霜器，无线电天线等，以及与后窗玻璃相关的加热元件，天线等。

为了向车窗提供这些类型的功能，首先需要将金属涂层(主要成分为银浆)印刷在玻璃上，作为电接触表面，起到电信号传输功能；同时还需要向玻璃窗稳定的电压供应，就要有相应的电连接件焊接到玻璃上。

有铅焊料在焊接时具有焊锡扩散性好、熔点低、价格便宜的优点，被广泛应用于电连接件和玻璃(金属涂层)之间。然而，由于环境问题以及不同国家国际组织的法规要求，如2000/53/EG中就对整车中电子元器件和电子连接件使用的焊料中的铅、汞、镉和铬等有害物质进行了明确限制。因此，无铅焊料取代有铅焊料成为一种趋势。

已知的无铅焊料合金，主要来自于电子行业，都为高锡无铅焊料。一方面，这些无铅焊料合金不能获得高粘合强度。另一方面，这些无铅焊料合金具有较差的塑性形变特性，容易产生较大的焊接应力；例如，玻璃和电连接件(多为铜材质)属于热膨胀系数区别很大的两种材料，无铅焊料合金通过高温熔融后将玻璃和电子元器件的连接件焊接在一起后，在随后的冷却过程中，由于该焊料具有较差的塑性变形，不能抵消电子元器件的连接件和玻璃之间产生的应力，在相对较大的温度波动情况下该焊接应力会致使玻璃破裂。目前，以欧洲汽车整车厂的要求为例，希望无铅焊料能承受120的环境温度，并且没有性能的损失。

在本领域，亟需开发能够耐受更高的环境温度，且能满足汽车领域所需的其他性能要求的环保型无铅焊料。

发明内容

本发明提供一种环保的无铅焊料合金，具有相对较高的液相线温度和固相线温度，可以承受较高的工作环境温度，同时在焊接时流动性佳，且能提供较佳的粘结强度。

本发明为达到其目的，采用的技术方案如下：

本发明第一方面提供一种无铅焊料合金，按质量百分比计，含有铟75％～97％，银1％～6％，铜0.3％～3％，锌0～4％，镍0～2％，余量为锡和不可避免的杂质。

优选的实施方案中，所述铟的质量百分比为80-94％，优选80-91％，进一步优选为85-91％。

所述锡的质量百分比在2-24％之间，优选为2-14％，进一步优选为2-10％，更优选为2-5％。

优选的实施方案中，银的质量百分比为1％～4.5％，进一步优选为2％-4％。

优选的实施方案中，铜的质量百分比为0.3％～1％，进一步优选为0.3％-0.7％。

优选的实施方案中，镍的质量百分比为0.01％～2％，优选为0.03％～1％。

优选的实施方案中，锌的质量百分比为0.01％～4％，优选为0.03％～1.5％。

本发明第二方面提供上文所述的无铅焊料合金的应用，所述无铅焊料合金用于将电子元器件的连接件焊接到玻璃上的电接触表面。

本发明第三方面提供一种玻璃组件，包括带有电接触表面的玻璃基体、无铅焊料层和电子元器件，所述电子元器件的连接件通过所述无铅焊料层焊接固定于所述电接触表面，所述无铅焊料层的材质为上文所述的无铅焊料合金。

进一步的，所述玻璃组件为汽车玻璃组件。