[發(fā)明專利]一種低鎘銀釬料

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611157535.5
• 申請(qǐng)日: 2016-12-15
• 公開（公告）號(hào): CN106736021B
• 公開（公告）日: 2019-01-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 薛鵬;梁偉良;周琦;王克鴻
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京理工大學(xué)
• 主分類號(hào): B23K35/30
• 分類號(hào): B23K35/30
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專利中心 32203
• 代理人: 劉海霞;朱顯國(guó)

本發(fā)明公開了一種低鎘銀釬料，按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)由以下組分組成：13.5％～16.0％的Ag，45.0％～49.0％的Cu，0.05％～0.13％的Cd，0.001％～0.005％的In，0.001％～0.005％的Ga，0.001％～0.005％的Sn，0.001％～0.005％的RE，余量為Zn，所述的RE為L(zhǎng)a和/或Ce。本發(fā)明的釬料使用純度為99.99％的銀板、電解銅、鋅錠、錫錠、鎘錠、金屬銦、金屬鎵、金屬鑭、金屬鈰，按成分配比加入，采用常規(guī)的中頻冶煉工藝冶煉、澆鑄，然后通過(guò)擠壓、拉拔，即可得到釬料絲材。本發(fā)明的釬料固相線溫度在720℃～730℃范圍、液相線溫度在775℃～785℃范圍，可滿足許多RoHS指令沒有限制的“非電器電子設(shè)備”等產(chǎn)品的釬焊需要。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于金屬材料類的釬焊材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種含La和/或Ce的低鎘銀釬料。

背景技術(shù)

目前已有文獻(xiàn)如GB/T 10046-2008《銀釬料》中推薦的BAg25CuZn釬料，其熔化溫度范圍為固相線700℃，液相線790℃，其熔化溫度范圍雖然不如BAg45CuZn釬料(固相線665℃，液相線745℃)的低，但是仍然是非常受釬料用戶鐘愛的釬料之一。但是，由于RoHS指令2.0版本的實(shí)施、由中國(guó)工業(yè)和信息化部部務(wù)會(huì)議審議通過(guò)，聯(lián)合發(fā)展改革委、科技部、財(cái)政部、環(huán)境保護(hù)部、商務(wù)部、海關(guān)總署、質(zhì)檢總局等八部門同意,被稱為中國(guó)RoHS2.0的《電器電子產(chǎn)品有害物質(zhì)限制使用管理辦法》，也已于2016年1月6日發(fā)布，2016年7月1日正式實(shí)施。上述法規(guī)延續(xù)了對(duì)Cd元素使用的限制，作為BAg25CuZnCd釬料的“替代品”，BAg25CuZn釬料，由于其化學(xué)成分中的主要元素為Ag、Cu、Zn，且Ag含量為24.0％～26.0％，因此其熔化溫度范圍為固相線700℃，液相線790℃；而BAg25CuZnSn釬料，雖然添加了1.5％～2.5％的Sn元素，使得其熔化溫度范圍降低至固相線680℃，液相線760℃，仍然大大高于BAg25CuZnCd釬料的固相線607℃、液相線682℃的熔化溫度范圍。但是，由于制造業(yè)的“充分競(jìng)爭(zhēng)”，即使Ag含量為24.0％～26.0％的BAg25CuZn、BAg25CuZnSn釬料，其成本仍然“偏高”，急需研發(fā)Ag含量為14.0％～16.0％、釬料熔化溫度范圍接近BAg25CuZn釬料，即固相線溫度接近700℃，液相線溫度接近790℃、且潤(rùn)濕鋪展性能與釬縫力學(xué)性能接近BAg25CuZn釬料，以滿足工業(yè)4.0時(shí)代釬焊接頭對(duì)低成本、高性能、高效率的要求，是一個(gè)亟待解決的課題。

本申請(qǐng)人進(jìn)行了文獻(xiàn)檢索，在已公開的中國(guó)專利文獻(xiàn)中雖然見諸多新型低銀釬料的技術(shù)信息，略以例舉的如CN201310308083.6推薦的“一種連接黃銅和不銹鋼的銀釬料”，其Ag含量在18～22wt.％范圍，固相線溫度在640～690℃，液相線溫度在770～800℃；CN200910097817.4提供的“含鋰和鈮的無(wú)鎘銀釬料及其生產(chǎn)方法”，其固相線溫度在725℃～735℃，液相線溫度在760℃～770℃；CN201610500401.2推薦的“一種含錳、錫的無(wú)鎘低銀釬料及其制備方法”，其Ag含量在13～19wt.％范圍，固相線溫度在685℃，液相線溫度在765℃等等。此外，已有無(wú)鎘銀釬料能夠降低熔化溫度(或稱固相線溫度、液相線溫度)的共同特點(diǎn)是添加至少一種或多種低熔點(diǎn)元素如Sn(Sn的熔點(diǎn)約為231.9℃)、In(In的熔點(diǎn)約為156.6℃)、Li(Li的熔點(diǎn)約為180.5℃)以及能降低釬料熔點(diǎn)的Ni元素等。由于In、Li屬于“稀有元素”，全世界的年產(chǎn)量亦很有限，In的價(jià)格與白銀相當(dāng)或高于白銀，Li的價(jià)格約在800-1000元/kg，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于Cu(約為35-40元/kg)。因此，不具備大批量應(yīng)用的價(jià)值；Sn元素價(jià)格不高且儲(chǔ)量豐富，但是，大量添加，由于易形成硬而脆的金屬間化合物Cu6Sn5，造成銀釬料“加工困難”，除了在BAg60CuSn釬料中Sn的添加量可以達(dá)到9.5％～10.5％外，在Ag-Cu-Zn-Sn系列釬料中一般添加量均在1.5％～2.5％，個(gè)別如BAg56CuZnSn中Sn的添加量為4.5％～5.5％(參見GB/T10046-2008《銀釬料》表2)。