[發(fā)明專(zhuān)利]一種無(wú)鉛噴金料

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710068557.9
• 申請(qǐng)日: 2007-05-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101050528A
• 公開(kāi)（公告）日: 2007-10-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 戴國(guó)水
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 戴國(guó)水
• 主分類(lèi)號(hào): C23C24/00
• 分類(lèi)號(hào): C23C24/00;C22C13/00;C22C18/00;C22C30/00;B23K35/22
• 代理公司: 浙江翔隆專(zhuān)利事務(wù)所
• 代理人: 戴曉翔

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種無(wú)鉛噴金料，屬金屬化薄膜電容器端面噴涂用金屬材料的制備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

已被廣泛應(yīng)用的金屬化薄膜容器端面噴金材料(簡(jiǎn)稱噴金料)，典型的如鉛基五元噴金料，因其含有55％左右的鉛，在電子元器件無(wú)鉛化的全球性浪潮中，目前基本上已被淘汰，有相當(dāng)大量的廠家已用鋅絲、鋅鋁合金絲和錫鋅系列合金絲等取代鉛基五元噴金料，因?yàn)殄a鋅系列合金有與鉛基五元噴金料同樣良好的端面附著力和優(yōu)越的焊接性能，其熔點(diǎn)也比鋅絲和鋅鋁合金低，因此，錫鋅系列合金成為電容器生產(chǎn)廠家首選的噴金材料，但是為了保證噴金層與薄膜金屬蒸鍍層的良好接觸，往往要先噴上一層純鋅底層，再噴上含錫鋅合金面層，即可降低成本，又可符合電容器性能的要求，而這就增加了工序，使工藝過(guò)程復(fù)雜化，中國(guó)專(zhuān)利ZL02111554.0提供了一種錫鋅系列的無(wú)鉛噴金料，已有效解決了上述問(wèn)題，但作為無(wú)鉛噴金料，在熔點(diǎn)、價(jià)格、性能等方面還不能滿足廣大電容器制造商的要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種一次噴金即可符合電容器性能要求、并且具有優(yōu)良性價(jià)比、性能更接近含鉛噴金料的無(wú)鉛噴金料。

本發(fā)明為一種無(wú)鉛噴金料，包括錫，鋅，銻，銅等，其特征在于還同時(shí)包括鋁，各組份的組成按重量百分比計(jì)分別為：錫(Sn)40～79％，銻(Sb)0.5～2％，銅(Cu)0.01～0.5％，鋁(Al)1～15％，總量不大于0.1％的雜質(zhì)，其余為鋅(Zn)，各組份的重量百分比總和為100％。

所述錫(Sn)的含量?jī)?yōu)選可為45～70％。所述銻(Sb)的含量?jī)?yōu)選可為0.6～1.5％。所述銅(Cu)的含量?jī)?yōu)選可為0.03～0.3％。所述鋁(Al)的含量?jī)?yōu)選可為5～11％。

本發(fā)明的另一個(gè)技術(shù)方案是進(jìn)一步添加以鑭(La)、鈰(Ce)等輕質(zhì)稀土元素為主的混合稀土金屬(Re)，其加入量按重量百分比計(jì)為0.01～0.2％，優(yōu)先可為0.1～0.15％。

所述雜質(zhì)中各組份的組成按重量百分比計(jì)可分別為：鉛(Pb)≤0.03％，鎘(Cd)≤0.002％，鐵(Fe)≤0.01％，硅(Si)≤0.01％，鉍(Bi)≤0.05％。

錫是合金成份的基體，使合金保持一個(gè)較低的熔點(diǎn)水平，同時(shí)錫基合金保持一個(gè)與噴金基體良好的結(jié)合狀態(tài)，又具有與電極焊接時(shí)良好的可焊性，但由于錫價(jià)昂貴，含量過(guò)高影響成本，含量過(guò)低則會(huì)使熔點(diǎn)升高，可焊性能下降。綜合考慮成本與性能的因素，本發(fā)明確定錫含量為40～79％，優(yōu)選含量為45～70％。

鋅是合金的主要組份，鋅的加入，使合金強(qiáng)度大幅度提高，同時(shí)鋅價(jià)格相對(duì)較，鋅的加入使合金具有一定的價(jià)格優(yōu)勢(shì)，但是鋅是一種活潑元素，極易氧化，過(guò)多的鋅會(huì)使噴金層表面易氧化變色，可焊性下降，從而使電容器制作的工藝條件變得苛刻。

銅元素的加入：研究表明，在錫鋅合金中適量添加銅元素有助于降低鋅的氧化活性，降低表面張力，提高合金在銅材上的潤(rùn)濕性。此外，在電容器引線焊接過(guò)程中，噴金料中的錫和鋅元素將與引線中的銅元素發(fā)生反應(yīng)，造成引線銅的熔出，在噴金料中添加少量銅可以抑制引線銅的熔出，提高焊點(diǎn)的機(jī)械強(qiáng)度。同時(shí)，在噴金層與銅引線之間形成一個(gè)良好的濃度梯度，降低噴金層與引線之間的電位差，延緩電化學(xué)腐蝕的發(fā)生，提高焊點(diǎn)的可靠性。

但是銅在錫鋅合金中又形成諸多的金屬間化合物，如Cu₆Sn₅、Cu₅Zn₈等，影響合金加工性能，特別是鋅含量較高時(shí)，錫鋅合金本身的加工性能下降。此外，銅的價(jià)格比鋅要高，大量添加會(huì)影響噴金料的材料成本，因此，綜合考慮本發(fā)明確定銅含量為0.01～0.5％，優(yōu)選含量為0.03～0.3％。

銻元素的加入：研究結(jié)果證實(shí)，在錫基無(wú)鉛焊料中添加少量銻可以提高焊料合金焊點(diǎn)的抗拉強(qiáng)度，延緩金屬間化合物的生成，細(xì)化晶粒，改善焊接性能。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，加入少量銻后，銻與錫形成化合物SbSn(β相和β’相)，該相具有NaCl(B₁)型的立方體結(jié)構(gòu)，它是合金中的硬質(zhì)相和強(qiáng)化相。在噴金過(guò)程中，噴出的微粒在到達(dá)電容器端面之前，該硬質(zhì)相和強(qiáng)化相的SbSn合金先于其它元素凝固成微小硬質(zhì)固體，到達(dá)電容器端面時(shí)擊破金屬膜表面氧化層，然后其它低熔點(diǎn)部分再凝固，并在界面上形成多種金屬間化合物，如Cu-Zn(鍍鋅金屬膜)、Al-Sb(鍍鋁金屬膜)等等，可大大改善噴金層與金屬鍍膜層的電接觸性能，減少電損耗，有利于減少電容器損耗角(DF)。