[發明專利]一種無鉛噴金焊料及其制備方法和應用

無效

• 申請號: 200710146276.0
• 申請日: 2007-08-31
• 公開（公告）號: CN101104228A
• 公開（公告）日: 2008-01-16
• 發明（設計）人: 丁飛;黃云海;李云;丁繼義;王致嶺;黃焱;楊筆毫;仵桂德;劉力萍;陳國民;葛立良;張建民;馮敏;孟廣壽;張樹謙;李峰
• 申請（專利權）人: 北京市航天焊接材料廠
• 主分類號: B23K35/24
• 分類號: B23K35/24;B23K35/26;B23K35/28;C22C1/02
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技術領域

本發明涉及噴涂焊料，尤其涉及一種無鉛噴金焊料及其制備方法和應用，特別是用于電器分立器件中金屬化聚脂薄膜電容器端面噴涂的無鉛錫基多元合金材料技術領域。

背景技術

傳統的噴金料一般為鉛基合金材料，如Sn35PbSbZn，Sn30PbSbZn，Sn28PbSbZn，Sn38PbSbZnBi等鉛基四元或鉛基五元噴金料，這種噴金料含有較多的鉛，鉛含量在57％-65％，但鉛有毒，當廢棄電子電器填埋處理時，焊料中的Pb遇酸雨或地下水，形成Pb²⁺，溶于地下水，進入人們的供水鏈從而進入人體內，導致鉛中毒；而目前出現的無鉛噴金料其原料組合不能克服原料性能本身固有缺陷，性能不夠優越。

發明內容

本發明的所要解決的技術方案是提供一種無鉛噴金焊料及其制備方法和應用，尤其提供適用于電器分立器件中金屬化薄膜電容器端面噴涂的無鉛錫基多元合金材料。本發明就是根據鉛基五元噴金料的性能和特點開發出了一種新型無鉛噴金料，在使用原噴金機設備的情況下，調整了原料和制備工藝參數，可以實現無鉛化噴涂，由于多種金屬元素相輔相成的協同互補效應，使本無鉛噴金焊料具有現有噴金料不具有的技術效果。

該噴金焊料具有抗氧化能力強、潤濕性好、機械物理性能優良，導電性、可焊性好的優點。

本發明所要解決的技術方案是通過以下技術方案來實現的：

本發明提供的一種無鉛噴金焊料，為含以下重量份組分的合金：微量Cu，Ni，P，Er，In，Bi，Sb，40-80的Sn，20-50的Zn。

所述組分優選為以下重量份組分：Cu0.01～0.5；Ni0.001～0.5；P0.001～0.1；Er0.001～0.5；In0.001～0.5；Bi0.075～5；Sb0.01～5；Sn49-71；余量為Zn至100份。

所述組分尤其為以下重量份組分：Cu0.1；Ni0.1；P0.005；Er0.005；In0.005；Bi2；Sb2.5；Sn60；余量為Zn至100份。

本發明還提供了所述無鉛噴金焊料的制備方法，包括以下步驟：

(1)按重量比將氯化鉀∶氯化鋰為(1～1.6)∶(0.8～1.2)的混合鹽在450℃～550℃下熔化后澆在稱好的Sn(錫)上；

(2)將溫度升至600℃～800℃，待錫熔化后，將稱量好的Cu(銅)、Ni(鎳)、In(銦)、Bi(鉍)、Sb(銻)加入到熔融的錫液當中，攪拌，形成合金；

(3)待其熔化均勻后，用壁上帶孔的不銹鋼鐘罩將市售P(磷)元素和稀土Er(鉺)迅速壓入上述熔融的合金中，轉動鐘罩；待P元素和稀土Er完全熔化后，再將Zn加入到熔融的合金當中，攪拌；待Zn完全熔化后，保溫1～2小時，攪拌，使合金均勻化，靜置出爐，凝固后去除表面的混合鹽，即得所述焊料。

本發明還提供了所述無鉛噴金焊料在電器分立器件中金屬化聚脂薄膜電容器端面噴涂方面的應用。

本發明最佳無鉛噴金焊料的配比協同原理：

1、本發明在噴金料中加入了0.001％-0.1％的元素P。由于噴金料中的Zn易在合金冶煉和噴涂過程中被空氣中的氧氣氧化，導致噴金料的潤濕性變差，易形成焊渣。本發明在噴金料中添加0.001％-0.1％的元素P可以有效地阻止噴金料合金的氧化。這是因為元素P的集膚效應，在噴金料鍋內熔融焊料合金的上表面形成一層連續的集化膜保護層，另一方面，噴金料中元素Cu的存在也促進了P的集膚效應，可以阻礙焊料合金繼續直接與周圍的空氣相互接觸，保護焊料合金不被繼續氧化，改進其潤濕性。

P在焊料表面發生的氧化反應為：4P+5O₂→?2P₂O₅，SnO+P₂O₅→SnO·P₂O₅。

但P的含量必須適量，當微量元素P添加量過少時，其含量不足以在液面形成連續的表面保護層，故合金的抗氧化性不足，反之，當微量元素添加太多時，由于其本身溶解度較小，易于形成高熔點的第二相或夾雜物，從而影響噴金料的一些基本物理性能，如粘度、流動性等液態物理性能，以及凝固后的顯微組織及力學性能等。合適的添加量應保持在這兩者之間，既添加含量足以在表面形成一層連續而致密的表面保護膜，同時又不在體相內產生不希望的高熔點第二相或其他夾雜物。