CN108004429A - 一种低熔点无铅焊料合金及其制备方法 - Google Patents

一种低熔点无铅焊料合金及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种低熔点无铅焊料合金，按照重量百分比计算，采用如下原料制备：Sb 2‑6％、Ag 0.1‑0.5％、Ce 0.2‑0.8％、Eu 0.3‑0.9％、Tb 0.1‑0.8％、Zr 2‑6％、Cu 1‑5％、Ti 0.4‑1.2％，余量为Sn。其制备方法为：将Sb、Ag、Ce、Eu、Tb、Zr、Cu、Ti、Sn加入至熔炼炉中，升温至290℃，保温60分钟，搅拌，继续升温至520℃，保温90分钟，搅拌，冷却至室温，得到低熔点无铅焊料合金。本发明以Sb、Ag、Ce、Eu、Tb、Zr、Cu、Ti、Sn为原料，各个成分相互作用、相互影响，降低了制备的无铅焊料的熔点，并且浸润性能良好。

Description

一种低熔点无铅焊料合金及其制备方法
技术领域
本发明涉及焊料合金技术领域，尤其涉及一种低熔点无铅焊料合金及其制备方法。
背景技术
焊料是用于填加到焊缝、堆焊层和钎缝中的金属合金材料的总称。包括焊丝、焊条、钎料等。焊料有多种型号，根据熔点不同可分为硬焊料和软焊料；根据组成成分不同可分为锡铅焊料、银焊料、铜焊料等。在锡焊工艺中，一般使用锡铅合金焊料，A、B、E绝缘等级的电机的线头焊接用锡铅合金焊料，F、H级用纯锡焊料。
现有技术中，焊料合金及其制备方法得到了广泛的报道，例如，申请号为201210542227.X的中国专利文献报道了一种Sn-Cu-Ni-Ce-Cr无铅焊料及其制备方法，其组分及重量百分比构成为：Cu0.5-5.0％，Cr0.06-1.0％，Ce0.01-1.0％，Ni0.01-0.15％，其余为Sn。进一步优化Cr的含量为0.2-0.7wt％。申请号为200910042771.6的中国专利文献报道了一种环保型软钎焊用的无铅焊料，特别是一种波峰焊用无铅焊料。它包含以下重量百分比的成份：Ag：0.10-0.55，Cu：0.5-1.0，余量为Sn。上述无铅焊料合金中，进一步添加重量0.001-0.1的P。上述无铅焊料合金中，进一步添加重量百分比为0.005-0.1的In。上述无铅焊料合金中，进一步添加重量百分比为0.0005-0.01的Ge或Ga或Ce或它们的组合。申请号为201310115016.2的中国专利文献报道了一种添加混合稀土(铼-铈)合金的无铅焊料，所述无铅焊料组份包括锡Sn、混合稀土(铼Re-铈Ce)合金、铜Cu、铋Bi、镍Ni、镓Ga和锗Ge；其中，各组份的质量百分比如下：锡Sn87-95％；混合稀土(铼Re-铈Ce)合金2-5％；铜Cu3-5％；铋Bi0.5-2％；镍Ni0.1-0.5％；镓Ga0.005-0.01％；锗Ge0.005-0.01％；将上述配比后的各金属材料放入熔化炉中高温熔化，搅拌均匀，再将炉中的金属烧注成锭或条状。
本发明人考虑，提供一种低熔点无铅焊料合金及其制备方法。
发明内容
本发明解决的技术问题在于提供一种低熔点无铅焊料合金及其制备方法，熔点较低。
有鉴于此，本发明提供了一种低熔点无铅焊料合金，按照重量百分比计算，采用如下原料制备：Sb 2-6％、Ag 0.1-0.5％、Ce 0.2-0.8％、Eu 0.3-0.9％、Tb 0.1-0.8％、Zr 2-6％、Cu 1-5％、Ti 0.4-1.2％，余量为Sn。
优选的，Sb 3-5％。
优选的，Ag 0.3-0.5％。
优选的，Ce 0.2-0.6％。
优选的，Eu 0.5-0.9％。
优选的，Tb 0.4-0.8％。
优选的，Zr 2-5％。
优选的，Cu 1-4％。
优选的，Ti 0.6-1.2％。
相应的，本发明还提供一种上述技术方案所述的低熔点无铅焊料合金的制备方法，包括以下步骤：将Sb、Ag、Ce、Eu、Tb、Zr、Cu、Ti、Sn加入至熔炼炉中，升温至290℃，保温60分钟，搅拌，继续升温至520℃，保温90分钟，搅拌，冷却至室温，得到低熔点无铅焊料合金。
本发明提供一种低熔点无铅焊料合金，按照重量百分比计算，采用如下原料制备：Sb 2-6％、Ag 0.1-0.5％、Ce 0.2-0.8％、Eu 0.3-0.9％、Tb 0.1-0.8％、Zr 2-6％、Cu 1-5％、Ti 0.4-1.2％，余量为Sn。其制备方法为：将Sb、Ag、Ce、Eu、Tb、Zr、Cu、Ti、Sn加入至熔炼炉中，升温至290℃，保温60分钟，搅拌，继续升温至520℃，保温90分钟，搅拌，冷却至室温，得到低熔点无铅焊料合金。与现有技术相比，本发明以Sb、Ag、Ce、Eu、Tb、Zr、Cu、Ti、Sn为原料，各个成分相互作用、相互影响，降低了制备的无铅焊料的熔点，并且浸润性能良好。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
本发明实施例公开了一种低熔点无铅焊料合金，按照重量百分比计算，采用如下原料制备：Sb 2-6％、Ag 0.1-0.5％、Ce 0.2-0.8％、Eu0.3-0.9％、Tb 0.1-0.8％、Zr 2-6％、Cu 1-5％、Ti 0.4-1.2％，余量为Sn。
作为优选方案，Sb 3-5％，Ag 0.3-0.5％，Ce 0.2-0.6％，Eu 0.5-0.9％，Tb 0.4-0.8％，Zr 2-5％，Cu 1-4％，Ti 0.6-1.2％。
相应的，本发明还提供一种上述技术方案所述的低熔点无铅焊料合金的制备方法，包括以下步骤：将Sb、Ag、Ce、Eu、Tb、Zr、Cu、Ti、Sn加入至熔炼炉中，升温至290℃，保温60分钟，搅拌，继续升温至520℃，保温90分钟，搅拌，冷却至室温，得到低熔点无铅焊料合金。
从以上方案可以看出，本发明以Sb、Ag、Ce、Eu、Tb、Zr、Cu、Ti、Sn为原料，各个成分相互作用、相互影响，降低了制备的无铅焊料的熔点，并且浸润性能良好。
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
本发明实施例采用的原料均为市购。
实施例1
一种低熔点无铅焊料合金，按照重量百分比计算，采用如下原料制备：
Sb 6％、Ag 0.1％、Ce 0.8％、Eu 0.3％、Tb 0.8％、Zr 2％、Cu 5％、Ti 0.4％，余量为Sn。
制备步骤：
按照重量百分比，将Sb、Ag、Ce、Eu、Tb、Zr、Cu、Ti、Sn加入至熔炼炉中，升温至290℃，保温60分钟，搅拌，继续升温至520℃，保温90分钟，搅拌，冷却至室温，得到低熔点无铅焊料合金。
对本实施例制备的低熔点无铅焊料合金的性能进行检测，固相线温度为213℃，液相线温度为222℃，剪切强度为33N/mm2，延伸率为71％。
实施例2
一种低熔点无铅焊料合金，按照重量百分比计算，采用如下原料制备：
Sb 2％、Ag 0.5％、Ce 0.2％、Eu 0.9％、Tb 0.1％、Zr 6％、Cu 1％、Ti 1.2％，余量为Sn。
制备步骤：
按照重量百分比，将Sb、Ag、Ce、Eu、Tb、Zr、Cu、Ti、Sn加入至熔炼炉中，升温至290℃，保温60分钟，搅拌，继续升温至520℃，保温90分钟，搅拌，冷却至室温，得到低熔点无铅焊料合金。
对本实施例制备的低熔点无铅焊料合金的性能进行检测，固相线温度为211℃，液相线温度为224℃，剪切强度为34N/mm2，延伸率为72％。
实施例3
一种低熔点无铅焊料合金，按照重量百分比计算，采用如下原料制备：
Sb 3％、Ag 0.1％、Ce 0.2％、Eu 0.5％、Tb 0.4％、Zr 2％、Cu 3％、Ti 0.5％，余量为Sn。
制备步骤：
按照重量百分比，将Sb、Ag、Ce、Eu、Tb、Zr、Cu、Ti、Sn加入至熔炼炉中，升温至290℃，保温60分钟，搅拌，继续升温至520℃，保温90分钟，搅拌，冷却至室温，得到低熔点无铅焊料合金。
对本实施例制备的低熔点无铅焊料合金的性能进行检测，固相线温度为215℃，液相线温度为224℃，剪切强度为32N/mm2，延伸率为70％。
实施例4
一种低熔点无铅焊料合金，按照重量百分比计算，采用如下原料制备：
Sb 2％、Ag 0.2％、Ce 0.3％、Eu 0.8％、Tb 0.2％、Zr 2-6％、Cu 4％、Ti 0.5％，余量为Sn。
制备步骤：
按照重量百分比，将Sb、Ag、Ce、Eu、Tb、Zr、Cu、Ti、Sn加入至熔炼炉中，升温至290℃，保温60分钟，搅拌，继续升温至520℃，保温90分钟，搅拌，冷却至室温，得到低熔点无铅焊料合金。
对本实施例制备的低熔点无铅焊料合金的性能进行检测，固相线温度为212℃，液相线温度为221℃，剪切强度为32N/mm2，延伸率为73％。
实施例5
一种低熔点无铅焊料合金，按照重量百分比计算，采用如下原料制备：
Sb5％、Ag 0.4％、Ce 0.3％、Eu 0.5％、Tb 0.2％、Zr 5％、Cu 3％、Ti 0.6％，余量为Sn。
制备步骤：
按照重量百分比，将Sb、Ag、Ce、Eu、Tb、Zr、Cu、Ti、Sn加入至熔炼炉中，升温至290℃，保温60分钟，搅拌，继续升温至520℃，保温90分钟，搅拌，冷却至室温，得到低熔点无铅焊料合金。
对本实施例制备的低熔点无铅焊料合金的性能进行检测，固相线温度为214℃，液相线温度为221℃，剪切强度为32N/mm2，延伸率为70％。
实施例6
一种低熔点无铅焊料合金，按照重量百分比计算，采用如下原料制备：
Sb 6％、Ag 0.4％、Ce 0.7％、Eu 0.7％、Tb 0.8％、Zr 2％、Cu 2％、Ti 0.5％，余量为Sn。
制备步骤：
按照重量百分比，将Sb、Ag、Ce、Eu、Tb、Zr、Cu、Ti、Sn加入至熔炼炉中，升温至290℃，保温60分钟，搅拌，继续升温至520℃，保温90分钟，搅拌，冷却至室温，得到低熔点无铅焊料合金。
对本实施例制备的低熔点无铅焊料合金的性能进行检测，固相线温度为213℃，液相线温度为221℃，剪切强度为32N/mm2，延伸率为72％。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。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的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种低熔点无铅焊料合金，其特征在于，按照重量百分比计算，采用如下原料制备：
Sb 2-6％、Ag 0.1-0.5％、Ce 0.2-0.8％、Eu 0.3-0.9％、Tb 0.1-0.8％、Zr 2-6％、Cu1-5％、Ti 0.4-1.2％，余量为Sn。
2.根据权利要求1所述的低熔点无铅焊料合金，Sb 3-5％。
3.根据权利要求1所述的低熔点无铅焊料合金，Ag 0.3-0.5％。
4.根据权利要求1所述的低熔点无铅焊料合金，Ce 0.2-0.6％。
5.根据权利要求1所述的低熔点无铅焊料合金，Eu 0.5-0.9％。
6.根据权利要求1所述的低熔点无铅焊料合金，Tb 0.4-0.8％。
7.根据权利要求1所述的低熔点无铅焊料合金，Zr 2-5％。
8.根据权利要求1所述的低熔点无铅焊料合金，Cu 1-4％。
9.根据权利要求1所述的低熔点无铅焊料合金，Ti 0.6-1.2％。
10.一种权利要求1-9任意一项所述的低熔点无铅焊料合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将Sb、Ag、Ce、Eu、Tb、Zr、Cu、Ti、Sn加入至熔炼炉中，升温至290℃，保温60分钟，搅拌，继续升温至520℃，保温90分钟，搅拌，冷却至室温，得到低熔点无铅焊料合金。
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