CN1069566C

CN1069566C - 低温铝焊料及其制造方法

Info

Publication number: CN1069566C
Application number: CN97104170A
Authority: CN
Inventors: 左其培
Original assignee: Beijing General Research Institute for Non Ferrous Metals
Current assignee: Beijing General Research Institute for Non Ferrous Metals
Priority date: 1997-04-29
Filing date: 1997-04-29
Publication date: 2001-08-15
Anticipated expiration: 2017-04-29
Also published as: CN1197713A

Abstract

本发明涉及低温铝焊料及其制造方法。该焊料含有铅、锡、锑、镉、铟、锌。其制法是首先将铅、锡熔化后，搅拌10～120分钟，于搅拌下在280～340℃的温度下加入需要量的锑、镉、铟、锌，使金属原料全部熔化完全，充分搅拌均匀。本发明的低温铝焊料浸润性强，不需要任何助焊剂，可以对铝薄片、微米级厚度的超薄铝膜进行焊接，不变形。

Description

低温铝焊料及其制造方法

本发明涉及低温铝焊料及其配制方法。

铝及铝合金应用日益广泛，但铝薄片或其超薄片的焊接几乎很少人过问。

中国专利文献CN1125167A研究出了一种铸铝钎熔焊的方法。在焊接时必须将各类铸造铝合金焊接部位清理干净，涂上一层铸铝焊剂，在涂有铸铝焊剂的外围用氧一乙炔火焰加热至250～420℃，使铸铝焊剂反应后变成灰白色，用石棉布或玻璃丝布擦去反应后的熔渣，显出一层银白色的锌锡合金，趁热涂上一层石蜡，再将焊锡料镀焊上一层，再选用铝母线做焊丝，以氧-乙炔火焰进行焊接。其优点是可以对铝硅铸铝，铝铜铸铝、铝镁铸铝、铝锌铸铝进行焊接，其缺点是焊接的工艺过程太长，又必须用铸铝焊剂。

中国专利文献CN1123727A也曾介绍了采用铝基钎料，氯化物与氟化物作为熔焊剂进行钎焊，最常用的是铝硅合金为钎料，氟化铝与氟化钾的混合物为熔焊剂，其缺点仍需要熔焊剂。

当然对有一定厚度的铝片可以用氩弧焊进行铝的焊接。

但是，上述所有的焊接方法和焊料对铝薄片或微米级厚度的超薄的铝膜焊接无能为力，用上述方法进行焊接或是使被焊材料变形或者是使被焊材料毁坏，所以对铝薄片或微米级厚度的超薄铝膜焊接是本技术领域待解决的技术难题。

本发明的目的就在于研制出能焊接铝薄片，特别是对微米级厚度的超薄铝膜进行焊接用的低温铝焊料。

本发明的另一个目的就在于研究出能焊接铝薄片，特别是对微米级厚度的超薄铝膜进行焊接的低温铝焊料的制备方法。

本发明的一种低温铝焊料，含有n×(20～32)克铅，n×(53～57)克锡，n×(1.0～1.5)克锑，n×(0.5～1.2)克镉，n×(2～5)克铟，n×(12～15)克锌，n为一个正有理数

n又以正整数为佳

本发明的一种低温铝焊料的制造方法，以n×(20～32)克铅，n×(53～57)克锡，n×(1.0～1.5)克锑，n×(0.5～1.2)克镉，n×(2～5)克铟，n×(12～15)克锌为原料，n为任一个正有理数，将需要量的铅(Pb)、锡(Sn)熔化后，搅拌10-120分钟，于搅拌下在280-340℃的温度下加入需要量的锑(Sb)、镉(Cd)、铟(In)、锌(Zn)，使金属原料全部熔化完全，充分搅拌均匀。

将搅拌均匀的产品低温铝焊料从容器中倾倒出来制成片状或丝状。所用容器和搅拌棒可由不锈钢材料制成。搅拌时其搅拌的速度的大小与产品的质量无关。搅拌的目的是把原料混合均匀。为了便于计算原料量，n的数值最好为一个正整数。

在制造低温铝焊料时，以在327～400℃首先将需要量的铅熔化后，在搅拌下加入需要量的锡，将锡熔化后，搅拌10～60分钟，在搅拌下于280～340℃的温度，依次加入需要量的锑、镉、铟、锌，待前一个金属原料熔化后，再加入下一个金属原料，直到将金属原料锌加完，使全部金属原料熔化后，充分搅拌均匀为好，充分搅拌的时间一般为20～60分钟。

所选用的金属原料铅、锡、锑、镉、铟、锌的纯度为99％重量百分数以上的纯度。将金属原料切割成小片或小块，用含有0.1～2％重量百分数，的洗涤灵水溶液清洗，再用水清洗后，于50-110℃的温度下烘干。所用的水为蒸馏水、去离子水。

生产出来的低温铝焊料的熔点为156～180℃。

使用本发明的低温铝焊料进行焊接时，焊接方法很简便，若被焊接物较厚，首先将被焊物的待焊接处的表面氧化物除去，用大电烙铁直接将其焊接即可。若焊接的是铝薄片，微米级厚度的超薄铝膜，直接用小电烙铁焊接即可。

本发明的优点就在于：

1．本发明的低温铝焊料不需要任何助焊剂，用普通的电烙铁就可以直接对铝-铝、铝-铜、铝-铁等材料上进行焊接，由于本发明的焊料熔点为156～180℃，可以对铝薄片、微米级厚度的超薄铝膜进行焊接，而不变形。

2．本发明的低温铝焊料浸润性特别强，在玻璃表面上可以涂层，粘附住该焊料。

3．本发明的低温铝焊料的制造方法简便，易行。

4．用本发明的低温铝焊料进行焊接时，焊接工艺流程简便，降低了焊接成本。

用以下实施例对本发明作进一步的说明，将有助于对本发明及其优点的理解，本发明不受这些实施例的限定，本发明的保护范围由权利要求书来决定。

实施例1

本实施例中的低温铝焊料含有20克铅、57克锡、1.5克锑、1.2克镉，5克铟、1 5克锌，n为1。

所用上述的金属原料其纯度为99.5％，切成小块用0.5％金鱼牌洗涤灵的水溶液将其清洗，再用去离子水清洗干净后于70℃烘干待用。

将切成小块的20克铅于330±3℃使其熔化，在搅拌下加入57克锡，将锡熔化后，搅拌15分钟，在搅拌下于295±3℃的温度下，加入1.5克锑，待锑完全熔解后加入1.2克镉，待镉熔化完全后，加入5克铟，待铟熔化完全后加入15克锌，待锌完全熔化后，继续搅拌30分钟充分搅拌混合均匀。所生产出的产品熔点为156℃。

太阳电池背电极为1微米左右的厚度的铝膜，需要焊接铜导电引线，将20瓦电烙铁(或6瓦恒温电烙铁)的烙铁头刮净，涂上本实施例的低温铝焊料，在铝膜被焊处轻轻涂抹两下，低温铝焊料就在铝膜上形成一个浸润的光亮的焊结点，然后用预先镀过锡的铜导线用本实施的低温铝焊料或焊锡焊出电极导线，其电学性能达到要求。1微米左右厚度的铝膜(太阳电池电极)上焊点1.5×5.5平方毫米，其法向受力7.5公斤，切向受力7.5公斤均未受到破坏，其强度也达到要求。

实施例2

本实施例的操作方法基本与实施例1相同，唯不同的是本实施例中的低温铝焊料含有32克铅、53克锡、1.0克锑、0.5克镉、2克铟、12克锌。n为1。

将32克铅、53克锡熔化完全后，搅拌30分钟，在搅拌下于300±3℃的温度下加入1.0克锑、0.5克镉、2克铟、12克锌，使所有的金属原料全部熔化完全，充分搅拌均匀，所生产出的产品熔点为175℃。

将待焊接的铝片与铜片(或铁片)在焊接前，将待焊接处刮净除去表面的氧化物，将铜片(或铁片)预先挂上焊锡待用，用电烙铁将本实施例的低温铝焊料均匀地涂在铝片上，形成浸润性焊结点，最后用焊锡将铜片(或铁片)与铝片的焊结点焊接到一起。

Claims

1．一种低温铝焊料，其特征是，含有n×(20～32)克铅，n×(53～57)克锡，n×(1.0～1.5)克锑，n×(0.5～1.2)克镉，n×(2～5)克铟，n×(12～15)克锌，n为一个正有理数。

2．根据权利要求1的一种低温铝焊料，其特征是，n为一个正整数。

3．一种低温铝焊料的制造方法，其特征是，

1)以n×(20～32)克铅，n×(53～57)克锡，n×(1.0～1.5)克锑，n×(0.5～1.2)克镉，n×(2～5)克铟，n×(12～15)克锌为原料，

2)n为一个正有理数，

3)将需要量的铅、锡熔化后，搅拌10～120分钟，于搅拌下在280～340℃的温度下加入需要量的锑、镉、铟、锌，使金属原料全部熔化完全，充分搅拌均匀。

4．根据权利要求3的一种低温铝焊料的制造方法，其特征是，n的数值为一个正整数。

5．根据权利要求3的一种低温铝焊料的制造方法，其特征是，在327～400℃首先将需要量的铅熔化后，在搅拌下加入需要量的锡，将锡熔化后，搅拌10～60分钟，在搅拌下于280～340℃的温度，依次加入需要量的锑、镉、铟、锌，待前一个金属原料熔化后，再加入下一个金属原料，直至将金属原料锌加完，使全部金属原料熔化后，搅拌20-60分钟。

6．根据权利要求3的一种低温铝焊料的制造方法，其特征是，金属原料铅、锡、锑、镉、铟、锌的纯度为99％重量百分数以上。

7．根据权利要求3的一种低温铝焊料的制造方法，其特征是，将金属原料切割成小片或小块，用含有0.1～2％，重量百分数，的洗涤灵水溶液清洗，再用水清洗后，于50-110℃的温度下烘干。