[發明專利]一種鋁合金表面局部軟釬料鍍層制備方法

有效

• 申請號: 201510434535.4
• 申請日: 2015-07-22
• 公開（公告）號: CN105014175B
• 公開（公告）日: 2018-07-13
• 發明（設計）人: 李明雨;楊海峰;楊世華;苗峻
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學深圳研究生院;上海航天設備制造總廠
• 主分類號: B23K1/06
• 分類號: B23K1/06;B23K1/20;B23K35/26;B23K103/10
• 代理公司: 深圳市科吉華烽知識產權事務所(普通合伙) 44248
• 代理人: 韓英杰

本發明涉及一種大氣環境中，低溫條件下在金表面局部軟釬料鍍層的制備方法。它利用超聲聲化學的作用，低溫條件下在大氣環境中實現鋁或鋁合金表面局部軟釬料鍍層的制備。該發明彌補了鋁及其合金表面軟釬料潤濕鍍層制備難的缺點。相對于電鍍等其他鍍層工藝而言，本發明工藝簡單，造價低廉，無污染，局部鍍層在可在極短的時間形成。

技術領域

本發明屬材料技術領域，特別涉及一種鋁合金表面局部軟釬料鍍層的制備方法。

背景技術

鋁合金具有比重小、導熱好、性價比高等優點。在電子工業中主要起機械支撐、電信號傳送、散熱、電磁場屏蔽、電路保護等作用，近年來由于銅價格的持續上漲，部分銅構件逐漸被鋁合金所替代。從電子產品的制造角度來講，要求鋁合金必須有良好的可焊性。電子封裝常使用的軟釬焊釬料很難在鋁合金上潤濕鋪展，故電子制造業中通過在鋁合金表面電鍍錫的工藝改善鋁合金構件的可焊性。鋁合金的電鍍錫工藝較為成熟,已廣泛應用于電子制造等行業中。電鍍錫主要有以下幾個主要步驟：化學除油—清洗—酸蝕活化—清洗—浸鎳—清洗—預鍍銅—清洗—鍍錫。相比之下，在鋁及鋁合金上電鍍要比在鋼鐵及銅等金屬上電鍍要困難的多，其主要原因有以下幾個方面：

1、鋁是一種比較活潑的金屬，對氧具有很大的親和力，極易形成天然氧化膜，氧化膜的存在使其與鍍層的結合力降低。

2、鋁的電極電勢較低浸入電鍍液時能與多種金屬離子進行置換反應，在鋁表面生成接觸鍍層，使電鍍層與基體的結合強度降低。

3、鋁是兩性金屬，能溶于酸與堿，在酸性或堿性金屬電鍍液中都不穩定。

4、鋁合金鑄件有砂眼、氣孔，會殘留鍍液和氫氣，容易鼓泡，也會降低鍍層與基體的結合力。

另一方面，在電子制造業中，鋁合金用于機械支撐的同時需要與一些電路、電子元器件進行互聯。由于具有機械支撐的作用，鋁合金構件的面積較大，而需要與其他器件互聯的面積在整個鋁合金構件上只占非常小的比例。電鍍工藝需要將整個鋁構件全部進行電鍍，增加了電子制造成本也造成能源與原料的浪費并對環境產生不必要的污染。到目前為止，仍然沒有一種可行的鍍錫工藝可以在鋁合金表面高效、低成本、無污染的實現局部鍍錫或軟釬料。

發明內容

鑒于現有技術存在的技術問題，本發明的目的是提供一種鋁或鋁合金材料的表面局部軟釬料鍍層的制備方法。本方法可在大氣環境中在鋁合金表面直接形成任意面積的錫鍍層或軟釬料鍍層并且不損傷合金表面形貌。

本發明提供的一種大氣環境下的鋁合金表面局部軟釬料鍍層的制備方法，包括，利用超聲聲化學作用，在大氣環境下，在鋁合金表面形成任意面積的局部軟釬料鍍層。

所述方法先使用市售鋁合金油污清洗劑對鋁合金表面需要鍍層的位置進行擦拭以達到局部除油去污效果。該方法不用對鋁合金表面全部清洗、酸蝕以及去除機械紋，只對需要軟釬料鍍層的區域進行局部除油去污即可，可降低生產成本和使用清洗劑造成的環境污染問題。

所用超聲波焊頭為鈦基合金或陶瓷，焊頭可分為兩類：(1)焊頭下表面形狀、面積和需要制備的鍍層的形狀、面積相同。此類型焊頭適用于制備小面積鍍層(鍍層面積小于0.01m2)(2)焊頭下表面為正方形或長方形，邊緣有倒角，面積根據鍍層面積而定。此類型焊頭適用于制備大面積鍍層，倒角的設計有利于釬料在焊頭移動的過程中填充到焊頭和鋁合金表面。兩類焊頭的厚度根據超聲發生器和變幅桿的特性而定，最終要求焊頭的振幅為：5～20μm。

所述方法進一步優選以下步驟實現：

(一)、將鋁合金表面需要鍍層的部位去污清理后，在表面鋪放200μm-1mm軟釬料，并加熱至軟釬料融化。優選將軟釬料加熱至超過液相線10～50℃。