CN102284805A - 一种铜磷基合金焊料的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种铜磷基合金焊料的制备方法。本发明的铜磷基合金焊料的制备方法具有工艺简单、产品成分均匀、能耗低、生产过程无污染的特点。本发明制备铜磷基合金焊料包括以下步骤：称出制备铜磷基合金焊料的原料；将赤磷放入坩埚中；在赤磷上铺一层隔层材料，在隔层材料上插入纯铜棒；将纯铜和纯银、纯锡、纯锑、纯锰、纯锌、纯铟、纯镓、纯镍、纯硅、纯锆、稀土中的一种以上放入坩埚中，进行加热熔炼，待赤磷完全反应后捣破隔层材料，待隔层材料浮起后从熔体中去除，继续熔炼至合金成份均匀后停止熔炼，在熔炼过程中加入覆盖剂；将熔炼好的合金熔液表面的覆盖剂及剩余的隔层材料去除，合金熔液经出坩埚、冷却后即得到铜磷基合金焊料产品。

Description

一种铜磷基合金焊料的制备方法

技术领域

本发明涉及铜磷合金领域，特别是一种铜磷基合金焊料的制备方法。

背景技术

铜磷基合金焊料是用量最大的铜基焊料。目前铜磷基合金焊料的制备一般采用铜磷合金配合纯铜及其它合金原料进行二次熔炼的方法获得，现有的铜磷基合金焊料的制备方法存在着原材料损耗大、能耗高、生产成本高等的不足之处。

发明内容

本发明的目的是针对现有的铜磷基合金焊料的制备方法所存在的原材料损耗大、能耗高、生产成本高等的不足之处，提供一种生产工艺简单、产品成分均匀、能耗低、生产过程无污染的铜磷基合金焊料的制备方法。

本发明所采用的技术方案是通过如下方式完成的：一种铜磷基合金焊料的制备方法，制备铜磷基合金焊料的原料采用赤磷、纯铜和纯银、纯锡、纯锑、纯锰、纯锌、纯铟、纯镓、纯镍、纯硅、纯锆、稀土中的一种以上，制备铜磷基合金焊料包括以下步骤：

(1)称出制备铜磷基合金焊料的原料；

(2)将称出的赤磷放入坩埚中；

(3)在赤磷上铺一层隔层材料，将隔层材料压实，在隔层材料上插入纯铜棒；

(4)将称出的纯铜和纯银、纯锡、纯锑、纯锰、纯锌、纯铟、纯镓、纯镍、纯硅、纯锆、稀土中的一种以上放入坩埚中，将坩埚放置在加热炉中，进行加热熔炼，纯铜熔化后继续熔炼，待赤磷完全反应后用棒子捣破隔层材料，待隔层材料浮起后从熔体中去除，继续熔炼至合金成份均匀后停止熔炼，在熔炼过程中加入覆盖剂；

(5)将熔炼好的合金熔液表面的覆盖剂及剩余的隔层材料去除，合金熔液经出坩埚、冷却后即得到铜磷基合金焊料产品。

在上述一种铜磷基合金焊料的制备方法中，制备铜磷基合金焊料的原料是按照质量百分比确定的，其中，赤磷0.5～15％、纯铜50～99.5％、其余制备铜磷基合金焊料的原料。

在上述一种铜磷基合金焊料的制备方法中，在制备铜磷基合金焊料的步骤(3)中，所述的隔层材料的原料采用红砂、细沙、粘土、膨润土、高岭土和水玻璃中的一种以上，隔层材料原料采用水混合，其中水的质量是隔层材料原料质量的2～50％。

在上述一种铜磷基合金焊料的制备方法中，在制备铜磷基合金焊料的步骤(3)中，所述的隔层材料的厚度为0.3～30cm。

在上述一种铜磷基合金焊料的制备方法中，在制备铜磷基合金焊料的步骤(3)中，在隔层材料上插入的纯铜棒为一根以上。

在上述一种铜磷基合金焊料的制备方法中，在制备铜磷基合金焊料的步骤(3)中，在隔层材料上插入的纯铜棒的一端露出隔层材料，一端接触赤磷。

在上述一种铜磷基合金焊料的制备方法中，在制备铜磷基合金焊料的步骤(4)中，所述的覆盖剂采用木炭、焦炭、木材、谷壳、麦糠、草木灰、硼砂、玻璃、冰晶石、卤化物中的一种以上。

在上述一种铜磷基合金焊料的制备方法中，在制备铜磷基合金焊料的步骤(4)中，所述的棒子采用石墨棒、陶瓷棒、玻璃棒、木棒、金属棒中的一种。

本发明制备的铜磷基合金焊料的组份表示方式为Cu-P-X，式中X表示Ag、Sn、Sb、Mn、Zn、In、Ga、Ni、Si、Zr、稀土中的一种以上。

本发明的铜磷基合金焊料的制备方法与现有的铜磷基合金焊料的制备方法相比，具有以下特点：

1、工艺过程简单、能耗低；

2、熔炼过程中，借助隔层材料良好的封闭作用，杜绝了磷的挥发，对环境无污染，改善了劳动条件；

3、隔层材料来源广泛，合金的成本低。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明做出进一步的具体说明。

实施例1

一种BCu89PAg铜磷银合金焊料的制备方法，制备方法包括以下步骤：

(1)按照BCu89PAg铜磷银合金焊料配方，称取纯铜44.5kg、赤磷3kg、纯银2.5kg；

(2)将称出的赤磷放入清理洁净的坩埚中并铺平，坩埚容量为60kg；

(3)在赤磷上平铺一层隔层材料，隔层材料的厚度约4～5cm，隔层材料由红砂、细沙、粘土、膨润土、高岭土和水玻璃中的一种或几种混合物组成，将上述物质用5～40％的水混合后使用，将隔层材料打平压实，在隔层材料均匀插入3根截面积为2～4cm²、长度为5～8cm的纯铜棒，其中纯铜棒的一端露出隔层材料，一端接触赤磷；

(4)将称出的纯铜和纯银放入坩埚中，将坩埚放置在加热炉中，进行加热熔炼，纯铜熔化后继续熔炼，待赤磷完全反应后用石墨棒捣破隔层材料，待隔层材料浮起后从熔体中去除，继续熔炼至合金成份均匀后停止熔炼，在熔炼过程中加入覆盖剂；

(5)将熔炼好的合金液表面的覆盖剂及剩余的隔层材料去除，将合金浇铸到铸模中，冷却，脱模，获得铜磷银合金焊料锭。

经化验分析，铜磷银合金焊料的含磷量5.93％，含银量5.02％，杂质含量≤0.15％，满足国标GB/T 6418-2008对BCu89PAg铜磷银合金焊料的要求。

实施例2

一种BCu86PSnNi铜磷锡镍合金焊料的制备方法，制备方法包括以下步骤：

(1)按照BCu86PSnNi铜磷锡镍合金焊料配方，称取纯铜86.1kg、赤磷5.5kg、纯锡7.5kg、纯镍0.9kg；

(2)将称出的赤磷放入清理洁净的刚玉坩埚中并铺平，坩埚容量为120kg；

(3)在赤磷上平铺一层隔层材料，隔层材料的厚度约1～4cm，隔层材料由红砂、细沙、粘土、膨润土、高岭土和水玻璃中的一种或几种混合物组成，将上述物质用10～30％的水混合后使用，将隔层材料打平压实，在隔层材料均匀插入4根截面积为3～7cm²、长度为4～10cm的纯铜棒，其中纯铜棒的一端露出隔层材料，一端接触赤磷；

(4)将纯铜、纯锡和纯镍放入刚玉坩埚中，将刚玉坩埚放置在加热炉中，进行加热熔炼，纯铜熔化后继续熔炼，待赤磷完全反应后用陶瓷棒捣破隔层材料，待隔层材料浮起后从熔体中去除，继续熔炼至合金成份均匀后停止熔炼，在熔炼过程中加入木炭覆盖；

(5)将熔炼好的合金液表面的覆盖剂及剩余的隔层材料去除，将合金浇铸到铸模中，冷却，脱模，获得铜磷锡镍合金锭。

经化验分析，铜磷锡镍合金焊料的含磷量5.42％、含锡量7.48％、含镍量0.84％、杂质含量≤0.20％，满足国标GB/T 6418-2008对BCu86PSnNi铜磷锡镍合金焊料的要求。

Claims (8)

1.一种铜磷基合金焊料的制备方法，制备铜磷基合金焊料的原料采用赤磷、纯铜和纯银、纯锡、纯锑、纯锰、纯锌、纯铟、纯镓、纯镍、纯硅、纯锆、稀土中的一种以上，其特征在于制备铜磷基合金焊料包括以下步骤：

(1)称出制备铜磷基合金焊料的原料；

(2)将称出的赤磷放入坩埚中；

(3)在赤磷上铺一层隔层材料，将隔层材料压实，在隔层材料上插入纯铜棒；

(4)将称出的纯铜和纯银、纯锡、纯锑、纯锰、纯锌、纯铟、纯镓、纯镍、纯硅、纯锆、稀土中的一种以上放入坩埚中，将坩埚放置在加热炉中，进行加热熔炼，纯铜熔化后继续熔炼，待赤磷完全反应后用棒子捣破隔层材料，待隔层材料浮起后从熔体中去除，继续熔炼至合金成份均匀后停止熔炼，在熔炼过程中加入覆盖剂；

(5)将熔炼好的合金熔液表面的覆盖剂及剩余的隔层材料去除，合金熔液经出坩埚、冷却后即得到铜磷基合金焊料产品。

2.根据权利要求1所述的一种铜磷基合金焊料的制备方法，其特征在于制备铜磷基合金焊料的原料是按照质量百分比确定的，其中，赤磷0.5～15％、纯铜50～99.5％、其余制备铜磷基合金焊料的原料。

3.根据权利要求1或2所述的一种铜磷基合金焊料的制备方法，其特征在于在制备铜磷基合金焊料的步骤(3)中，所述的隔层材料的原料采用红砂、细沙、粘土、膨润土、高岭土和水玻璃中的一种以上，隔层材料原料采用水混合，其中水的质量是隔层材料原料质量的2～50％。

4.根据权利要求1或2所述的一种铜磷基合金焊料的制备方法，其特征在于在制备铜磷基合金焊料的步骤(3)中，所述的隔层材料的厚度为0.3～30cm。

5.根据权利要求1或2所述的一种铜磷基合金焊料的制备方法，其特征在于在制备铜磷基合金焊料的步骤(3)中，在隔层材料上插入的纯铜棒为一根以上。

6.根据权利要求1或2所述的一种铜磷基合金焊料的制备方法，其特征在于在制备铜磷基合金焊料的步骤(3)中，在隔层材料上插入的纯铜棒的一端露出隔层材料，一端接触赤磷。

7.根据权利要求1或2所述的一种铜磷基合金焊料的制备方法，其特征在于在制备铜磷基合金焊料的步骤(4)中，所述的覆盖剂采用木炭、焦炭、木材、谷壳、麦糠、草木灰、硼砂、玻璃、冰晶石、卤化物中的一种以上。

8.根据权利要求1或2所述的一种铜磷基合金焊料的制备方法，其特征在于在制备铜磷基合金焊料的步骤(4)中，所述的棒子采用石墨棒、陶瓷棒、玻璃棒、木棒、金属棒中的一种。