CN102642098A

CN102642098A - 漆包线浸焊用高温抗氧化无铅焊棒

Info

Publication number: CN102642098A
Application number: CN2012101202497A
Authority: CN
Inventors: 许百胜; 杨昌进
Original assignee: Zhejiang Asia General Soldering & Brazing Material Co Ltd; ZHEJIANG PROV METALLURGY INST CO Ltd
Current assignee: Zhejiang Asia General Soldering & Brazing Material Co Ltd; ZHEJIANG PROV METALLURGY INST CO Ltd
Priority date: 2012-04-23
Filing date: 2012-04-23
Publication date: 2012-08-22

Abstract

成本低，环保性好，力学性能优良，被焊件的熔入性低的漆包线浸焊用高温抗氧化无铅焊棒，以所述焊棒重量为基准，由以下含量的组分组成：2.0～5.0％Cu，0～0.1％Sb，0～0.15％In，0.01～0.5％Ni，0.002～0.1％Ga，0.002～0.15％P，0.01～2.0％Ce，余量Sn。本发明适用于漆包线、电子元件的焊接。

Description

漆包线浸焊用高温抗氧化无铅焊棒

技术领域

本发明属于焊接材料，涉及手工浸焊或机器自动浸焊的高温抗氧化无铅焊料

背景技术

随着环保意识的不断增强，人类对环境保护的要求也越来越高。电子产品用的传统铅锡软钎焊料，已逐步被无铅软钎焊料所代替。近年来，无铅软钎焊料的需求量急剧上升，品种也不断翻新。常用的无铅软钎焊材品种很多，其使用温度均低于300℃，超过300℃后焊材氧化严重。由于无铅软钎焊料相对铅锡钎焊料而言成本较高、损耗较大，且在使用过程中会导致被焊件浸焊时尺寸变细以影响产品质量。

发明内容

本发明要解决目前无铅焊料使用温度偏低，抗氧化性能差，成本高，被焊件浸焊后溶蚀度高等问题，为此提供本发明的溱包线浸焊用高温抗氧化无铅焊棒，这种焊棒使用温度较高，抗氧化性能好，价格低廉，生产资源丰富。

为解决让述问题，本发明采用的技术方案其特殊之处是以所述焊棒重量为基准，由以下含量的组分组成：2.0～5.0％Cu，0～0.1％Sb，0～0.15％In，0.01～0.5％Ni，0.002～0.1％Ga，0.002～0.15％P，0.01～2.0％Ce，余量Sn。

本发明一种相对优选的方案是是以所述焊棒重量为基准，由以下含量的组分组成：2.0～5.0％Cu，0.01～0.03％Sb，0.002～0.1％In，0.01～0.5％Ni，0.002～0.1％Ga，0.002～0.15％P，0.01～2.0％Ce，余量Sn。

本发明另一种相对优选的方案是是以所述焊棒重量为基准，由以下含量的组分组成：2.0～5.0％Cu，0.02～0.15％In，0.01～0.5％Ni，0.02～0.1％Ga，0.002～0.1％P，0.01～2.0％Ce，余量Sn。

本发明又一种相对优选的方案是以所述焊棒重量为基准，由以下含量的组分组成：2.0～5.0％Cu，0.01～0.1％Sb，0.01～0.5％Ni，0.002～0.1％Ga，0.002～0.1％P，0.01～2.0％Ce，余量Sn。

本发明技术方案的基本构思是，采用高锡、无银、低铜、低镍，添加一定量的稀土和元素铟、镓、磷、锑，作为合金化元素来制备高温抗氧化无铅焊料。

加入铜(Cu)、镍(Ni)元素，可以提高焊料使用温度，加入镓(Ga)、磷(P)元素，能显著提高焊料合金的抗氧化性能，降低高温焊接过程中焊料的氧化程度，加入稀土铈(Ce)镧系元素，不但能改善焊料合金的润湿性，而且可以细化晶粒，显著提高锡-铜-镍合金的力学性能、焊接性能和冷热加工性能，以满足电子工业元器件焊接对焊料的要求。本发明是一种高温抗氧化、无毒、无污染、综合性能优越、价格低廉、环保性好的高温抗氧化无铅焊料。

具体实施方式

本发明的漆包线浸焊用高温抗氧化无铅焊棒，以其重量为基准，所含组分及其含量由以下列表的实施例给出(注：组分元素前数字为重量百分数)。

实施1	实施2	实施3	实施4	实施5	实施6
						2.0Cu	2.5Cu	3.5Cu	4.0Cu	5.0Cu	4.8Cu
0.03Sb	0.1Sb	0.08Sb	0.02Sb
						0.1In	0.15In	0.1In	0.12In	0.15In	0.12In
0.5Ni	0.4Ni	0.5Ni	0.45Ni	0.5Ni	0.01Ni
						0.07Ga	0.09Ga	0.06Ga	0.05Ga	0.04Ga	0.002Ga
0.06P	.0.09P	0.06P	0.07P	0.04P	0.002P
						0.03Ce	1.0Ce	0.08Ce	0.07Ce	0.01Ce	2.0Ce
余量Sn	余量Sn	余量Sn	余量Sn	余量Sn	余量Sn

将实施例中的百分含量的组分放入真空熔炼炉(也可以是非真空熔炼炉)中熔炼，在常压下，850℃～900℃的温度，保温1～2小时，搅拌浇铸，得到高温抗氧化无铅焊料合金。该合金按常规方法进一步加工成高温抗氧化无铅焊棒。

作为替代方式，本发明制备时各组分或部分组分可以中间合金形式投料，为方便计算，以含Sn二元合金投料。

以实施例1为例，先制备以下中间合金：

Sn-Cu30％(即Sn70％Cu30％，下同)、Sn-Ni2％、Sn-Ga0.5％、Sn-P2％、Sn-Ce10％。每炉总投料500公斤。

中间合金投料为：

Sn-Cu＝(500×0.02)/0.3＝33.33公斤，

Sn-Ni＝(500×0.005)/0.02＝125公斤，

Sn-Ga＝(500×0.0007)/0.005＝70公斤，

Sn-P＝(500×0.0006)/0.02＝15公斤，

Sn-Ce＝(500×0.0003)/0.1＝1.5公斤，

其他组分投料为：

Sb＝500×0.0003＝0.15公斤，

In＝500×0.001＝0.5公斤，

余量Sn＝500-(33.33+125+70+15+1.5+0.15+0.5)＝254.52公斤。

本发明实施例的无铅焊棒有三个共同特征。一是都含有Ni、Ga、P，保证了焊料具有良好的高温抗氧化性能；二是都含有稀土元素Ce，可以显著改善焊料的力学加工性能；三是均采用高Sn、低Cu、低Ni、无银，可以显著降低生产成本。

本发明的焊料(焊棒)与常用同类焊料对被浸焊件(QA型漆包线Φ0.3mm)溶蚀度的试验结果示如下表：

编号	浸焊时间(s)	浸焊温度(℃)	被浸焊件的溶蚀(％)
				常用焊料	3	450	20
实施例1	3	450	6
				实施例2	3	450	7
实施例3	3	450	1
				实施例4	3	450	6
实施例5	3	450	3
				实施例6	3	450	7

以上结果表明，本发明的焊料能大幅度降低被浸焊件的溶蚀度。

本发明的焊料具有高温抗氧化和良好的冷热加工性能，合金组织细化，具有优良的力学性能，被焊件的熔入性低，减少了焊料适用过程中氧化渣的数量；本发明的焊料不仅无毒、无污染，其综合性能优越，而且价格低廉(无银)，能干满足电子元器件的焊接要求，值得推广使用。

Claims

1.漆包线浸焊用高温抗氧化无铅焊棒，其特征是以所述焊棒重量为基准，由以下含量的组分组成：2.0～5.0％Cu，0～0.1％Sb，0～0.15％In，0.01～0.5％Ni，0.002～0.1％Ga，0.002～0.15％P，0.01～2.0％Ce，余量Sn。

2.如权利要求1所述的焊棒，其特征是其特征是以所述焊棒重量为基准，由以下含量的组分组成：2.0～5.0％Cu，0.01～0.03％Sb，0.002～0.1％In，0.01～0.5％Ni，0.002～0.1％Ga，0.002～0.15％P，0.01～2.0％Ce，余量Sn。

3.如权利要求1所述的焊棒，其特征是其特征是以所述焊棒重量为基准，由以下含量的组分组成：2.0～5.0％Cu，0.02～0.15％In，0.01～0.5％Ni，0.02～0.1％Ga，0.002～0.1％P，0.01～2.0％Ce，余量Sn。

4.如权利要求1所述的焊棒，其特征是其特征是以所述焊棒重量为基准，由以下含量的组分组成：2.0～5.0％Cu，0.01～0.1％Sb，0.01～0.5％Ni，0.002～0.1％Ga，0.002～0.1％P，0.01～2.0％Ce，余量Sn。