[發明專利]一種用于銅鋁焊接的錫鋅多元合金焊料及制造方法

無效

• 申請號: 201310174628.9
• 申請日: 2013-05-13
• 公開（公告）號: CN103240541A
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發明（設計）人: 倪廣春;蒲以華;韓敏;李曉雨;張浩;李方曉;蘭榮鑫
• 申請（專利權）人: 金封焊寶有限責任公司
• 主分類號: B23K35/26
• 分類號: B23K35/26;B23K35/40
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于金屬材料焊接技術領域，涉及銅鋁焊接技術，特別涉及到抗開裂的無鉛環保釬料合金，特別是一種用于銅鋁焊接的錫鋅多元合金焊料（錫鋅多元共晶無鉛焊料）及制造方法。

技術背景

傳統的錫鉛釬料對人體和環境具有極大的危害，由于RoHS指令和WEEE指令在歐洲會議獲得批準，使得無鉛焊料的使用成為必然。目前，世界各國都在進行電子產品的無鉛計劃和立法，電子行業也在積極推行無鉛焊料和無鉛制程。

在大量研究與實踐過程中發現將錫鋅焊料用于鋁銅焊接具有較好焊接性能，但采用此種焊料焊接后存在一種缺點，即焊接后的焊點在雙85試驗（焊點樣品置于恒溫恒濕箱中，溫度為85℃，相對濕度為85%RH）環境中存放不足200小時即發生開裂現象。滿足不了抗開裂要求，根據電氣可靠性要求，即焊點在雙85?實驗環境中應保持1000小時以上不出現開裂現象。本發明針對此項技術難題，從錫鋅焊料的配方及制造方法上取得突破，最終解決了焊點開裂問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于銅鋁焊接的錫鋅多元合金配方及其制備方法，使用該配方和制備方法生產的焊料使用超聲波焊接技術焊接銅鋁端子后，焊點在雙85環境（樣品置于恒溫恒濕箱中，溫度為85℃，相對濕度為85%RH）中保持1000小時不發生開裂。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種用于銅鋁焊接的錫鋅多元合金焊料，其特征是：它由下述重量百分比的原料組成：

鋅Zn?3%～7%；鎳Ni?0.1%～0.5%；碲Te?0.05%～0.2%；釹Nd?0.01%～0.05%；錫基抗氧化合金1%～1.5%；錫Sn為余量。

根據所述的用于銅鋁焊接的錫鋅多元合金焊料，其特征是：它由下述重量百分比的原料組成：

Zn?5%；Ni?0.3%；Te?0.1%；Nd?0.02%；Sn基抗氧化合金1%；Sn為余量。

根據所述的用于銅鋁焊接的錫鋅多元合金焊料，其特征是：它由下述重量百分比的原料組成：

Zn?7%；Ni?0.2%；Te?0.2%；Nd?0.03%；Sn基抗氧化合金1.2%；Sn為余量。

根據所述的用于銅鋁焊接的錫鋅多元合金焊料，其特征是：它由下述重量百分比的原料組成：

Zn?3%；Ni?0.2%；Te?0.15%；Nd?0.03%；Sn基抗氧化合金1.2%；Sn為余量。

根據所述的用于銅鋁焊接的錫鋅多元合金焊料，其特征是：它由下述重量百分比的原料組成：

Zn?4%；Ni?0.3%；Te?0.2%；Nd?0.01%；Sn基抗氧化合金1.3%；Sn為余量。

根據所述的用于銅鋁焊接的錫鋅多元合金焊料，其特征是：它由下述重量百分比的原料組成：

Zn?6%；Ni?0.4%；Te?0.07%；Nd?0.04%；Sn基抗氧化合金1.5%；Sn為余量。

一種制造所述用于銅鋁焊接的錫鋅多元合金焊料的方法，其特征是：按所述原料的重量百分比、按以下步驟進行：

（a）將余量的Sn加入到真空熔煉爐中，待Sn完全熔化且Sn液溫度達到370～380℃時加入鋅片,溫度升至400℃，開啟攪拌，速率控制在100～150R/min，攪拌時間15～20min；

（b）攪拌完成確定Zn完全融化后加入鎳粉，加入溫度升至450℃，開啟攪拌，速度控制在150～200R/min，攪拌時間約10min；

（c）攪拌完成后加入碲塊，溫度保持450℃不變，攪拌5min，速度控制在50～100R/min內；

（d）加入Nd和Sn基抗氧化合金，溫度升至480℃，攪拌15～25min，降至380℃，加入鋸末500g、NH₄Cl?200g攪拌10min后使用漏勺清理表面錫渣；

（e）溫度降至350℃開始澆鑄合金焊料，澆鑄前將模具的水冷開關打開，澆鑄后觀察合金條表面完全冷卻后關閉水冷開關并將焊料取出模具，然后置于去離子水中迅速冷卻，完成本次澆鑄過程。

本發明的有益效果：本發明生產出的合金焊料在進行銅鋁焊接后可在雙85環境中1000小時不發生開裂，保證了焊點在惡劣環境中的穩定性和持久性。