[發明專利]一種適用于銅鋁軟釬焊用免洗助焊劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201510092382.X
• 申請日: 2015-02-28
• 公開（公告）號: CN104708233A
• 公開（公告）日: 2015-06-17
• 發明（設計）人: 李松華;劉小剛;黃軍凱;王永;楊誼
• 申請（專利權）人: 深圳市榮昌科技有限公司
• 主分類號: B23K35/363
• 分類號: B23K35/363;B23K35/40
• 代理公司: 深圳市百瑞專利商標事務所(普通合伙) 44240
• 代理人: 楊大慶

技術領域

本發明涉及釬焊材料領域，特別涉及一種適用于銅鋁軟釬焊用免洗助焊劑。

背景技術

銅及其合金具有優良的導電、導熱、耐腐蝕和良好的加工成形性能，在電力、化工、制冷、交通運輸和航空航天等領域廣泛應用。但銅為稀缺金屬，屬于戰略資源，隨著銅的資源性短缺，銅的價格日益上漲，給相關企業帶來巨大的成本壓力。鋁及其合金導熱性能優良、比重輕、價格低，在工業生產中應用范圍越來越廣泛，且用鋁代替銅是目前國內外的主要發展趨勢，目前在很多應用場合相關企業已經開始使用鋁代替銅來降低生產成本。

鋁代替銅的關鍵是如何實現銅鋁異種金屬的可靠性連接，目前一般采用焊接的方法來實現銅鋁異種金屬的連接，從工藝的角度可以分為熔化焊、壓力焊、釬焊。由于銅鋁的熔點相差較大，直接反應時會生成多種金屬間化合物，影響焊接接頭的強度和塑性，應盡量避免采用熔化焊。而采用壓力焊時，通常需要專門的設備，焊接時還要預制銅鋁接頭，存在較大的局限性。釬焊是在母材金屬不熔化的前提下，依靠釬料熔化后的填隙作用，與母材金屬之間發生溶解、擴散等冶金作用的金屬焊接方法。在工業各部門異種材料的連接上釬焊方法已經有了廣泛的應用，如在輕工行業中的鋁/不銹鋼、銅/不銹鋼的釬焊；在電子、機械等行業中的金屬基復合材料、陶瓷/金屬的釬焊；在汽車行業中的鋁/碳鋼激光釬焊；在刀具行業中的硬質合金、聚金剛石/碳鋼的釬焊等等。綜合來看釬焊最有可能實現銅鋁異種金屬間的可靠性連接，但目前銅鋁的釬焊還存在較多的問題，如在釬焊過程中需使用腐蝕性較強的釬劑去除鋁表面的氧化膜，使得焊后釬劑的殘渣易吸潮形成電解液，對接頭形成較強的腐蝕；另外，由于鋁、銅原子擴散較快，容易在接頭區形成易熔的脆性Al-CuAl₂共晶，導致接頭強度降低。因此，很有必要開展銅鋁釬焊材料的研制工作，改善此類材料在使用過程中的缺陷，對實現工業上鋁代替銅有著極為重要的意義。

在電子產品實施無鉛化之前，作為主流焊料的Sn-37Pb合金基本能滿足銅鋁軟釬焊的需求。而目前被廣泛推薦使用的無鉛軟釬料如Sn-3.0Ag-0.5Cu、Sn-0.7Cu合金只能與銅母材形成良好的潤濕結合，與Al之間的互溶度較小，均不能滿足銅鋁異種金屬的釬焊。基于Sn-Zn釬料能與鋁形成特殊的結合強度，且Sn、Zn都屬于塑韌性組元，使得Sn-Zn合金的機械性能(包括抗拉強度、抗疲勞與抗蠕變性能)優于Sn-Pb共晶合金，其延展性也與其他無鉛焊料相當，使得Sn-Zn系合金成為最有可能適用于銅鋁軟釬焊的無鉛釬料。但目前Sn-Zn焊料尚存在潤濕性、耐蝕性差的缺點，配套助焊劑也存在焊后腐蝕性強的問題，限制其在銅鋁異種金屬軟釬焊領域的應用。在焊料研究方面無法根本解決銅鋁釬焊問題的情況下，可考慮從助焊劑方面著手。

目前，從助焊劑著手改善銅鋁焊接接頭綜合性能的專利文獻資料還較少。如公開號為CN?103769776?A中國發明專利申請提供一種適用于銅鋁異種金屬用氟化物釬劑及其制備方法，主要由氟化銫、三氟化鋁、氟化鉀、二氟化銅和助劑組成，具有良好的釬焊性能。但此助焊劑使用時需配合Zn-15Al釬料，熔點仍較高(達450℃左右)。此外，因釬劑含有較多的氟化物，焊后對銅鋁接頭會產生腐蝕作用。中國專利(公開號CN?102922178?A)公開一種免清洗液體鋁助焊劑及其制備方法，此助焊劑由氟化羥胺、金屬活性鹽、活性劑、緩蝕劑及溶劑組成，其可焊性好，焊接效率高，且焊后殘留極少，焊點無需清洗，對接頭腐蝕性小，但此專利僅適用于鋁的軟釬焊，未涉及銅鋁異種金屬軟釬焊。

發明內容

本發明的目的在于提供一種適用于銅鋁軟釬焊用免洗助焊劑，專門針對銅鋁軟釬焊，配合Sn-Zn系焊料使用的無腐蝕免清洗助焊劑，解決現有助焊劑在配合Sn-Zn系焊料使用過程中存在的潤濕性、耐腐蝕性能較差的問題，并在一定程度上抑制銅鋁軟釬焊過程中在接頭區脆性Al-CuAl₂共晶的生成。

本發明解決其技術問題，所采用的技術方案是，

一種銅鋁軟釬焊用免洗助焊劑組分及質量百分含量為：

配制方法：稱取上述各組分原料，常溫下將溶劑添加至帶攪拌器的反應釜中，攪拌后加入成膜劑，待溶解后依次加入活化劑、金屬活性鹽、活性增強劑、緩蝕抑制劑。繼續攪拌至全部溶解，混合均勻后停止攪拌，靜置過濾即得本發明的免洗助焊劑。