CN102019515A

CN102019515A - 一种低电阻率锡钎焊料和配套焊膏及其应用

Info

Publication number: CN102019515A
Application number: CN 201110023225
Authority: CN
Inventors: 李再华; 江清波; 羊祥云; 潘跃林; 吕敬高
Original assignee: Xiangtan Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Xiangtan Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2011-01-21
Filing date: 2011-01-21
Publication date: 2011-04-20
Anticipated expiration: 2031-01-21
Also published as: CN102019515B

Abstract

一种低电阻率锡钎焊料和配套焊膏及其应用,该锡钎焊料由锡和银组成，其中锡的重量百分含量为88%-92%，银的重量百分含量为8%-12%。该配套焊膏由锡、银、磷和三硬脂酸甘油酯组成，其中锡的重量百分含量为84%-88%，银的重量百分含量为1.2%-5.2%，磷的重量百分含量为1%-5%，三硬脂酸甘油酯的重量百分含量为5.8%-9.8%。本发明低电阻率锡钎焊料电阻率只有16μΩ·cm左右。使用本发明之锡钎焊料和配套焊膏进行铜焊接，焊缝室温下的抗拉强度值≥40MPa。

Description

一种低电阻率锡钎焊料和配套焊膏及其应用

技术领域

本发明涉及一种锡钎焊料及配套焊膏及其在铜接头焊接中的应用。

背景技术

目前，国内外焊接铜及铜合金的软钎料如Sn－Bb系列钎料和其配套焊膏，其焊缝抗拉强度都在30MPa左右，电阻率在24μΩ.cm左右，熔点在240℃左右。在电机行业中，铜线与铜接头的焊接件在采用SnSb5焊料钎焊后，在12000A左右的大电流下，焊缝由于熔点低、电阻率高而经常出现钎缝熔化的现象。

发明内容

本发明的目的在于提供一种熔点较高，电阻率较低，常温下焊缝的抗拉强度可超过40MPa的锡钎焊料和配套焊膏及其在在铜接头焊接中的应用方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明之锡钎焊料由锡（Sn）和银（Ag）组成，其中锡的重量百分含量为88%-92%，银的重量百分含量为8%-12%。

本发明之与锡钎焊料配套使用的焊膏，由锡（Sn）、银（Ag）、磷（P）和三硬脂酸甘油酯组成，其中锡的重量百分含量为84%-88%，银的重量百分含量为1.2%-5.2%，磷的重量百分含量为1%-5%，三硬脂酸甘油酯的重量百分含量为5.8%-9.8%。

所述各组分的作用分别为：

Sn：与母材Cu形成冶金结合，是形成焊缝的元素；

Ag：与母材Cu形成冶金结合，形成焊缝的元素，降低焊料的熔点，提高焊缝的导电性；

P：去污元素，可起到防止焊缝氧化等作用；

三硬脂酸甘油酯：制成焊膏的最重要成分，同时起到去污和防止焊缝氧化的作用。

所述锡钎焊料制备：按比例称取原料锡和银，混合熔炼成棒状，即成。

所述焊膏制备：按比例称取原料粉末状锡和银，液态磷及三硬脂酸甘油酯，混合均匀，成膏状物，即为本发明之焊膏。

所述锡钎焊料的熔点为290℃左右。焊接温度为340℃左右。

所述锡钎焊料及焊膏在铜接头焊接中的应用：采用中频加热方法将被焊铜接头加热至预定温度后，将本发明之焊膏涂抹在被焊铜接头内，以清除零件上的杂物；继续加热铜接头，并将本发明之锡钎焊料涂在铜接头的槽内，至锡钎焊料完全熔化为止；停止加热铜接头，至铜接头冷却至常温，焊接过程即结束。

本发明通过在Sn－Ag二元共晶点附近适当增加Ag的含量来提高Sn－Ag的熔点，并提高该锡钎焊料的导电性。配套使用的焊膏是在Ag和Sn的二元合金相图在共晶点配比下通过添加P和三硬脂酸甘油酯等去油污元素，在焊接过程中，焊接后的焊缝中只有Ag、Cu和Sn三种元素，由于没有电阻率很高的其它元素，焊缝的电阻率只有16μΩ.cm左右。

实验证明，由于Sn、Ag和Cu可在高温下互溶，且Ag的导电性要远好于Bb，使用本发明之锡钎焊料及焊膏进行铜焊接，焊缝室温下的抗拉强度值≥40MPa。

附图说明

图1为铜接头的外形图。

图2为图1所示铜接头的左视图。

图3为整形线圈经过整形后的外形。

图4为图3所示整形线圈的左视图。

图5为加热图1所示铜接头用的中频焊感应线圈主视图。

图6为图5所示中频焊感应线圈的左视图。

图7为图1所示铜接头的中频感应钎焊示意图。

具体实施方式

以下结合实施例及附图对本发明作进一步详细说明。

实施例1

本实施例锡钎焊料由Sn和Ag组成，其中Sn的含量为90wt%，Ag的含量为10wt%.

与其配套的焊膏，由Sn、Ag、P和三硬脂酸甘油酯组成，其中Sn的含量为86wt%，Ag的含量为3.2wt%，P的含量为3wt%，三硬脂酸甘油酯的含量为7.8wt%。

下面结合附图说明使用本实施例锡钎焊料和与其配套的焊膏进行铜接头焊接的操作方法。

参照图3、图4，（1）线圈整形：在距整形线圈5端部适当距离的地方用整形夹具8将整形线圈5固定，并用整形螺钉7拧紧至焊接所用的形状（如图1、2所示铜接头3的腰形槽形状）；在整形后的整形线圈5上用2个整形卡具9固定；钳修整形后的整形线圈5的端部；从图4可以看出，整形后的整形线圈5截面与铜接头3的腰形槽相似；（2）线圈的搪锡：将整形线圈5的端部涂上液态焊剂(如果搪锡质量不好的话，可以将线圈在搪锡炉内加热至一定温度后再涂上液态焊剂)；将焊料棒6(即本实施例锡钎焊料)置于锡焊炉内，加热锡焊炉将焊料棒6熔化为液体至要求的搪锡温度；将整形线圈5浸入搪锡炉内，整形线圈5因其上有焊剂而冒烟，将整形线圈5一直固定浸入搪锡炉内,直至不再冒烟为止（可适当摆动整形线圈5以便充分搪锡）；然后将整形线圈5从锡焊炉内取出，待焊料在整形线圈5上凝固后,拆下整形夹具8和整形卡具9；钳修整形线圈5；(3)线圈的焊接：参照图5、图6、图7,将铜接头3通过紧固螺钉2固定在专用垫板1上，在铜接头3腰形槽内放入适量配套焊膏，用中频焊感应线圈4加热铜接头3至腰形槽内的配套焊膏可以去除腰形槽内内的污物后，在用中频焊感应线圈4加热铜接头3的同时,将整形线圈5缓慢放入铜接头3腰形槽内，控制中频钎焊的加热温度，当整形线圈5完全置入铜接头3腰形槽内后，加入适量焊料棒6及适量配套焊膏至铜接头3腰形槽内填满焊料，停止加热，待铜接头3腰形槽内的焊料完全凝固后,将铜接头3从专用垫板1上取出，钳修去除从铜接头3腰形槽内流出的焊料（为了方便去除流出铜接头3腰形槽内并贴在铜接头3上的焊料，可在感应钎焊的同时去除焊料）。

经检测,焊缝室温下的抗拉强度值达41.2MPa。

实施例2

本实施例锡钎焊料由Sn和Ag组成，其中Sn的含量为92wt%，Ag的含量为8wt%。

与其配套的焊膏，由Sn、Ag、P和三硬脂酸甘油酯组成，其中Sn的含量为88wt%，Ag的含量为2.8wt%，P的含量为2.5wt%，三硬脂酸甘油酯的含量为6.7wt%。

用法同实施例1。

经用检测,焊缝室温下的抗拉强度值达40.2MPa。

实施例3

本实施例锡钎焊料由Sn和Ag组成，其中Sn的含量为88wt%，Ag的含量为12wt%。

与其配套的焊膏，由Sn、Ag、P和三硬脂酸甘油酯组成，其中Sn的含量为84wt%，Ag的含量为5.2wt%，P的含量为5wt%，三硬脂酸甘油酯的含量为5.8wt%。

用法同实施例1。

经检测,焊缝室温下的抗拉强度值为40.5MPa。

实施例4

本实施例锡钎焊料由Sn和Ag组成，其中Sn的含量为89wt%，Ag的含量为11%。

与其配套的焊膏，由Sn、Ag、P和三硬脂酸甘油酯组成，其中Sn的含量为86wt%，Ag的含量为3.2wt%，P的含量为1wt%，三硬脂酸甘油酯的含量为9.8wt%。

用法同实施例1。

经检测,焊缝室温下的抗拉强度值为40.8MPa。

Claims

1. 一种低电阻率锡钎焊料,其特征在于, 由锡和银组成，其中锡的重量百分含量为88%-92%，银的重量百分含量为8%-12%。

2.如权利要求1所述的低电阻率锡钎焊料,其特征在于，其中锡的重量百分含量为90%%，银的重量百分含量为10%。

3.如权利要求1所述的低电阻率锡钎焊料,其特征在于，其中锡的重量百分含量为89%%，银的重量百分含量为11%。

4.一种与权利要求1所述低电阻率锡钎焊料配套使用的焊膏,其特征在于，由锡、银、磷和三硬脂酸甘油酯组成，其中锡的重量百分含量为84%-88%，银的重量百分含量为1.2%-5.2%，磷的重量百分含量为1%-5%，三硬脂酸甘油酯的重量百分含量为5.8%-9.8%。

5.如权利要求1所述的低电阻率锡钎焊料和权利要求4所述的与权利要求1所述低电阻率锡钎焊料配套使用的焊膏在铜接头焊接中的应用。