[發明專利]一種抗氧化合金焊料及其制備方法

在審

• 申請號: 201811310392.6
• 申請日: 2018-11-06
• 公開（公告）號: CN109128570A
• 公開（公告）日: 2019-01-04
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 長沙浩然醫療科技有限公司
• 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

本發明公開了一種抗氧化合金焊料及其制備方法，屬于機械加工技術領域。所述的抗氧化合金焊料，包括以下原料：Zn，Ag，Ga，Al，P，Sn，聚合氯化鋁，聚硅酮，納米硅酸鹽纖維；所述的抗氧化合金焊料的制備方法是經過熔融、攪拌、去雜、退火、入模等步驟制得。本發明通過采用聚合氯化鋁，聚硅酮，納米硅酸鹽纖維為補強體系，提高抗氧化合金焊料的焊接強度和耐腐蝕性。

技術領域

本發明屬于機械加工領域，具體涉及一種抗氧化合金焊料及其制備方法。

背景技術

隨著電子和電器產品不斷向小型化、輕量化、低能耗方向發展，要求所使用的材料應愈來愈輕，同時要求仍應具有良好的綜合性能。雖然銅具有良好的導電性、導熱性、耐蝕性以及優良的力學性能，已廣泛應用于各種工業領域且隨著經濟的迅速發展而需求量越來越大，但其在自然界的蘊藏量不多，開采和加工成本高。因此，長期以來，人們一直希望在某些工業領域采用性能相近且蘊藏豐富的輕金屬替代銅。鋁及其合金具有密度小、質量輕、導熱和導電性能良好(僅次于Ag、Cu、Au)、耐腐蝕性好、成本低等優點，無疑成為銅的最佳替代者。在汽車、艦船、航空航天、建筑等行業，鋁及鋁合金的應用已經非常廣泛與成熟。隨著銅價格持續攀升，在電子封裝領域以鋁代銅也越來越受到關注。電子封裝中鋁軟釬焊技術有著廣闊的應用前景，但也面臨著不少問題，例如：釬焊時如何有效地去除鋁表面致密而穩定的氧化膜，如何提高焊料與鋁的釬焊接頭的抗腐蝕性以及如何解決鋁軟釬焊工藝較復雜等問題。

現有應用于鋁軟釬焊的焊料主要有：Sn-Pb、Sn-Ag-Cu、Sn-Zn等系焊料。從Sn-Al相圖以及Pb-Al相圖來看，Sn與Al基本不互溶，在β-Sn固溶體中可以溶解原子百分數約為1％的Al，而Pb與Al幾乎完全不能互溶。因此，Sn-Pb焊料在釬劑作用下與鋁基板的潤濕很好，但是釬焊接頭的結合強度非常低(Sn和Pb與Al的固溶度極低，界面難形成化合物)。同時，Sn-Pb焊料合金與Al基板的電極電位相差很大，電化學作用引起的腐蝕問題很嚴重，例如，釬焊接頭在3wt％鹽水中浸泡數天后即發生破壞。另外，值得指出的是，隨著全球環保意識的增強，各國已立法或頒布法規禁止含有毒性物質Pb的釬料的使用。Sn-Ag-Cu系無鉛焊料是目前全球業界普遍認同的代替傳統含鉛焊料的首選，廣泛應用于銅的軟釬焊。鋁軟釬焊方面，Sn-Ag-Cu焊料由于含有一定量的Ag，采用該焊料釬焊鋁基板后接頭的抗腐蝕性比未添加Ag的焊料合金要提高很多。但該系合金與鋁的互溶度小，且Ag與Al形成的金屬間化合物在偏離鋁基板的一側，所以采用該系焊料釬焊鋁基板后接頭的強度及韌性稍差，釬焊接頭的可靠性也有所降低。雖然采用Sn-Zn焊料釬焊鋁基板后的釬焊接頭具有很高的強度，但Sn-Zn焊料中由于Zn的易氧化特性，使得該焊料的抗氧化性以及其在鋁基板的潤濕性非常差，不利于該焊料的生產及應用。此外，Sn-Zn焊料與鋁材的釬焊接頭抗腐蝕也較差，一般常溫下在3.0wt％鹽水中浸泡不到一周即發生斷裂。

中國專利申請文獻“一種鋁軟釬焊用抗腐蝕及抗氧化無鉛焊料合金(公開號：CN101880792A)”公開了一種鋁軟釬焊用抗腐蝕及抗氧化無鉛焊料合金及其生產方法，按重量百分比計，該無鉛焊料合金由以下組分組成：Zn 0.5～5.0％、Ag0.05-2.8％、Ga 0.05-0.8％、Al 0.01-0.5％、P 0.002-0.020％，Sn為余量。該發明的無鉛焊料合金熔化區間為198-225℃，與現有Sn-Zn焊料及Sn-Ag-Cu焊料相比具有更好的抗腐蝕性，同時具有良好的抗氧化性、潤濕性，采用該焊料釬焊鋁材后獲得的釬焊接頭強度高，但對存在焊接強度、耐腐蝕性不足的問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種抗氧化合金焊料及其制備方法，以解決在專利申請文獻“一種鋁軟釬焊用抗腐蝕及抗氧化無鉛焊料合金(公開號：CN101880792A)”公開的焊接材料的基礎上，如何優化組分、用量、方法等，解決了焊接強度、耐腐蝕性不足的問題。

為了解決以上技術問題，本發明采用以下技術方案：

一種抗氧化合金焊料，包括以下原料：Zn，Ag，Ga，Al，P，Sn，聚合氯化鋁，聚硅酮，納米硅酸鹽纖維；