CN105855518A - 一种铜铝导体的生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种铜铝导体的生产方法，包括：步骤一：将铜块裁切呈需要的大小；步骤二：将裁切完成的铜块的外表面镀上银层；步骤三：在镀上银层的铜块上均匀涂抹助焊剂；步骤四：将上述涂抹好助焊剂的铜块固定在模具上，之后通入熔融铝水。一方面加强了金属间的结合，另一方面，减少浇注过程中气泡的产生，保证导电效果。

Description

一种铜铝导体的生产方法
技术领域
本发明涉及电气领域，更具体地说，它涉及一种铜铝导体的生产方法。
背景技术
导电过程中，众所周知，电阻率越低的物质导电效果越好。但是，往往店主了被低的物质，价格往往较高。目前，较为理想的导电材料为银，但是成本过高，因此人们选择了铜，但是随着社会的进步，对于成本控制的要求越来越高，铜铝结合的导电体就出现了。
目前，申请号为CN201410579220.4的中国专利，一种铜铝导电排对接或对接加叠接的焊接方法，将同样截面尺寸的铜排(12)和铝排(11)的端面同轴对齐，横向放置，在左右两侧各垫一块与铜排(12)、铝排(11)厚度一致、边角形状相配合的过渡块(2)，过渡块(2)靠紧铜排(12)和铝排(11)，过渡块(2)与铜排(12)和铝排(11)之间的间隙控制0.5mm以内，然后定位压紧，在焊接平台的起焊位置和收焊位置各设置一块过焊排(3)，构成焊接工件；实现了两种金属过渡的金相合金化，解决了铜材与铝材因材质熔点、密度差异大而不易焊接的难点，使对接和对接加叠接焊接的铜、铝排焊接过渡处不低于电工用铝排的导电率。在焊接工件中设置焊接过渡块，便于批量加工，以及加工好的铜铝排进行分离，提高工作效率。
在理论上能够达到较好的导电效果，但是铜和铝的结合，一般是采用焊接或者直接将熔融的铝浇注在铜上，但是浇注形成的导电体导电效果一般不怎么好，其中原因主要是在浇注过程中铜和铝之间的结合不够好，往往中间会有气泡，从而影响了最终的导电性能。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本实发明的目的在于提供一种能够起到较好导电效果的铜铝导体的生产方法。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种铜铝导体的生产方法，包括：
步骤一：将铜块裁切呈需要的大小；
步骤二：将裁切完成的铜块的外表面镀上银层；
步骤三：在镀上银层的铜块上均匀涂抹助焊剂；
步骤四：将上述涂抹好助焊剂的铜块固定在模具上，之后通入熔融铝水。
在本发明中，先在铜块表面镀上一侧银，一方面银的导电效果比同好，在铝浇注后，能够减少铜铝直接接触，减少中间的电阻率，从而能够提高铜铝刀体最终的导电效果，降低电阻率。
另外，本发明的关键在于浇注过程中在铜块表面涂上助焊剂，助焊剂一般用于焊接，但是在浇注过从中也能起到较好的效果，提高了铜、银、铝三种金属的结合，一方面提高了三者之间的分子间作用力，从微观领域提高了铜铝导体的导电效果，同时另一方面，助焊剂中往往具有一定的消泡作用，能够减少由于熔融过程中产生的气泡。
进一步优选助焊剂，包括下列重量份组成：
氟铝酸钾： 10份；
Sn-Cu焊料： 2~5份；
有机酸： 10~25份；
有机酸系非离子表面活性剂： 8~10份；
溶剂： 10~20份；
成膜剂： 5~15份；
三乙醇胺： 1~5份。
氟铝酸钾是焊助剂的主要成分，能够在熔融状态下，消除位于金属表面的氧化膜，能够使得浇注过程中，铜、银、铝在没有氧化膜的干扰下，能够起到更好的结合。
Sn-Cu焊料主要用于填补各种材料之间电阻率性能，同时在两者共晶化后能够使得铜和银以及银和铝的结合更好。
有机酸能够在高温下持续除去在金属表面产生的氧化膜，能够进一步保证了不同金属间的结合，同时因其较小的离子污染残留物和到高的表面抗绝缘性，被认为是最好的助焊剂。
有机酸系非离子表面活性剂的加入主要是为了能够消除熔融浇注过程中产生的气泡，而离子型的表面活性剂往往会对金属有进一步腐蚀作用，非离子型着不会有这样的问题，进一步保护了金属材料。同时有机酸系的表面活性剂，往往与有机酸的结构相近， 两者相容性较好，能够充分分散，同时在部分表面活性剂发生分解后，依然能够作为有机酸对整个浇注过程起到去除氧化膜的效果。
溶剂则是为了能够将上述若干种原料进行混合充分。
成膜剂主要是为了使其在涂抹在铜表面时，能够形成一层膜，防止其流失。
三乙醇胺：主要用于调整其pH值。
进一步优选有机酸系非离子表面活性剂为聚氧乙烯脂肪酸酯、聚氧乙烯皂用脂肪酸中一种。
上述两种有机酸系非离子表面活性剂具有较好的去泡效果。
进一步优选机酸为氨基磺酸。
氨基磺酸本身具有羧基，能够起到消除氧化膜的作用，同时也具有氨基，氨基同样能够起到去除金属氧化膜的效果。
进一步优选助焊剂还包括有重量份为的稳定剂。稳定剂为葡萄糖酸钙和硬脂酸锌的混合物。
上述两种稳定剂一方面能够起到对有机酸和表面活性剂的稳定效果，特别是对氨基磺酸，能够起到较好的稳定效果防止其受热分解。
进一步优选成膜剂为聚乙二醇。
进一步优选溶剂为乙二醇。
成膜剂和溶剂结构相似能够起到更好的分散效果。
进一步优选Sn- Cu焊料中Sn： Cu为1:1~2。
通过上述比例的，能够取得更好的导电效果。
具体实施方式
实施例1：
助焊剂：采用松香。
步骤一：将铜块裁切呈需要的大小；
步骤二：将裁切完成的铜块的外表面镀上银层；
步骤三：在镀上银层的铜块上均匀涂抹助焊剂；
步骤四：将上述涂抹好助焊剂的铜块固定在模具上，之后通入熔融铝水。
实施例2：
助焊剂采用市售newaura公司型号为HJTT008的铝钎助焊剂。
步骤一：将铜块裁切呈需要的大小；
步骤二：将裁切完成的铜块的外表面镀上银层；
步骤三：在镀上银层的铜块上均匀涂抹助焊剂；
步骤四：将上述涂抹好助焊剂的铜块固定在模具上，之后通入熔融铝水。
实施例3：
助焊剂选用确信爱法助焊剂RF800T。
步骤一：将铜块裁切呈需要的大小；
步骤二：将裁切完成的铜块的外表面镀上银层；
步骤三：在镀上银层的铜块上均匀涂抹助焊剂；
步骤四：将上述涂抹好助焊剂的铜块固定在模具上，之后通入熔融铝水。
实施例4：
助焊剂：
氟铝酸钾： 20份；
Sn-Cu焊料： 5份；
柠檬酸： 20份；
聚氧乙烯脂肪酸酯： 10份；
乙二醇： 20份；
聚乙二醇： 10份；
三乙醇胺： 5份；
其中Sn： Cu为1:1。
步骤一：将铜块裁切呈需要的大小；
步骤二：将裁切完成的铜块的外表面镀上银层；
步骤三：在镀上银层的铜块上均匀涂抹助焊剂；
步骤四：将上述涂抹好助焊剂的铜块固定在模具上，之后通入熔融铝水。
实施例5：
助焊剂：
氟铝酸钾： 20份；
Sn-Cu焊料： 5份；
氨基磺酸： 20份；
聚氧乙烯脂肪酸酯： 10份；
乙二醇： 20份；
聚乙二醇： 10份；
三乙醇胺： 5份；
其中Sn： Cu为1:1。
步骤一：将铜块裁切呈需要的大小；
步骤二：将裁切完成的铜块的外表面镀上银层；
步骤三：在镀上银层的铜块上均匀涂抹助焊剂；
步骤四：将上述涂抹好助焊剂的铜块固定在模具上，之后通入熔融铝水。
实施例6：
助焊剂：
氟铝酸钾： 10份；
Sn-Cu焊料： 3份；
氨基磺酸： 15份；
聚氧乙烯皂用脂肪酸： 8份；
乙二醇： 15份；
聚乙二醇： 8份；
三乙醇胺： 3份；
其中Sn： Cu为1:1。
步骤一：将铜块裁切呈需要的大小；
步骤二：将裁切完成的铜块的外表面镀上银层；
步骤三：在镀上银层的铜块上均匀涂抹助焊剂；
步骤四：将上述涂抹好助焊剂的铜块固定在模具上，之后通入熔融铝水。
实施例7：助焊剂：
氟铝酸钾： 10份；
Sn-Cu焊料： 3份；
氨基磺酸： 15份；
聚氧乙烯皂用脂肪酸： 8份；
乙二醇： 15份；
聚乙二醇： 8份；
三乙醇胺： 3份；
硬脂酸锌： 3份；
其中Sn： Cu为1:2。
步骤一：将铜块裁切呈需要的大小；
步骤二：将裁切完成的铜块的外表面镀上银层；
步骤三：在镀上银层的铜块上均匀涂抹助焊剂；
步骤四：将上述涂抹好助焊剂的铜块固定在模具上，之后通入熔融铝水。
实施例8：
助焊剂：
氟铝酸钾： 10份；
Sn-Cu焊料： 3份；
氨基磺酸： 15份；
聚氧乙烯皂用脂肪酸： 8份；
乙二醇： 15份；
聚乙二醇： 8份；
三乙醇胺： 3份；
葡萄糖酸钙： 3份；
其中Sn： Cu为1:2。
步骤一：将铜块裁切呈需要的大小；
步骤二：将裁切完成的铜块的外表面镀上银层；
步骤三：在镀上银层的铜块上均匀涂抹助焊剂；
步骤四：将上述涂抹好助焊剂的铜块固定在模具上，之后通入熔融铝水。
对比例：
步骤一：将铜块裁切呈需要的大小；
步骤二：将铜块固定在模具上，之后通入熔融铝水。
检测在20摄氏度下各实施例和对比例的电阻率*10-8Ω/ m。
Cu 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 实施例6 实施例7 实施例8 对比例
1.8 3.2 2.9 2.9 2.7 2.3 2.4 2.0 2.0 10.5
通过上述数据可以得出，通过本发明制备的铜铝导电体能够起到较好的导电效果。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种铜铝导体的生产方法，包括：
步骤一：将铜块裁切呈需要的大小；
步骤二：将裁切完成的铜块的外表面镀上银层；
步骤三：在镀上银层的铜块上均匀涂抹助焊剂；
步骤四：将上述涂抹好助焊剂的铜块固定在模具上，之后通入熔融铝水。
2.根据权利要求1所述的一种铜铝导体的生产方法，其特征在于：所述步骤三种的助焊剂，包括下列重量份组成：
氟铝酸钾： 10份；
Sn-Cu焊料： 2~5份；
有机酸： 10~25份；
有机酸系非离子表面活性剂： 8~10份；
溶剂： 10~20份；
成膜剂： 5~15份；
三乙醇胺： 1~5份。
3.根据权利要求2所述的一种铜铝导体的生产方法，其特征在于：所述有机酸系非离子表面活性剂为聚氧乙烯脂肪酸酯、聚氧乙烯皂用脂肪酸中一种。
4.根据权利要求2所述的一种铜铝导体的生产方法，其特征在于：所述有机酸为氨基磺酸。
5.根据权利要求2所述的一种铜铝导体的生产方法，其特征在于：所述步骤三中的助焊剂还包括有重量份为的稳定剂。
6.根据权利要求5所述的一种铜铝导体的生产方法，其特征在于：所述缓蚀剂为葡萄糖酸钙和硬脂酸锌的混合物。
7.根据权利要求2所述的一种铜铝导体的生产方法，其特征在于：所述成膜剂为聚乙二醇。
8.根据权利要求2所述的一种铜铝导体的生产方法，其特征在于：所述溶剂为乙二醇。
9.根据权利要求1所述的一种铜铝导体的生产方法，其特征在于：所述Sn- Cu焊料中Sn： Cu为1:1~2。
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