一种环保型高温抗氧化焊料制造技术

本发明专利技术涉及焊接技术领域，具体指一种环保型高温抗氧化焊料，其组成的重量百分数为Ｃｕ０．１％～２％，Ｓｂ０．０１％～２％，Ｎｉ０．０１％～１％，Ｐ０．０１％～０．５％，Ｇａ０．０１％～０．５％和Ｓｎ余量。采用适当的制备方法，焊料在高温（３８０℃～５００℃）焊接时，极少氧化渣，具有抗氧化能力，并能保持在此温度下锡炉表面光亮基本无氧化，焊接后锡炉能保持更长时间的无氧化状态，极少氧化渣，具有很好的抗氧化能力，焊料表面特别光亮，有效地提高了焊接质量，能广泛地应用于电子工业及通用工程，特别适用于微电子工业中的电子封装无铅化技术。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及焊接
，具体指一种环保型高温抗氧化焊料，并在高温焊接条件下，具有良好抗氧化能力。
技术介绍
传统的焊料是Sn-pb合金焊料，这种焊料物理和力学性能优越，广泛应用于电子组件的焊接，然而传统焊料中含有大量的铅，铅是一种有毒的金属元素，人体摄入后会在人体聚集而不能排出，对人体产生严重有害的作用。研究指出，铅能与人体内蛋白质强烈结合而抑制人体的正常功能，造成神经功能和代谢功能紊乱，并且能够引起血色素减少，引起贫血，高血压等疾病。在铅——锡焊料的生产和使用过程中，人体会不可避免的摄入过量的铅；含铅废弃物还可能污染土壤和地下水，最终也会被人体吸收。因此，在电子工业中用无铅焊料代替传统的铅——锡焊料是当今各国关注的重要课题。目前世界主要工业化国家均逐渐认识到上述问题的危害性，并分别立法，采取时间表或路线图的形式，分步禁止含铅焊料及其电子产品在本国的生产、销售和使用，在此工业背景下，人们正在花费大量的努力，研究和开发可用于替代锡铅焊料的新一代无铅焊料。经过国内外大量筛选工作，人们已探索出一些锡铅焊料的替代方案，在这种情况下，各种各样的无铅焊料应运而生。目前的无铅焊料主要有Sn-Cu系列，Sn-Ag-Cu系列，Sn-Zn系列等多种，尽管无铅焊料的种类很多，但大多存在这样或那样的问题，首先是抗氧化性能差。在焊接过程中锡易被氧化成锡渣。这样一来既影响了使用，又造成了锡的浪费；其次，合金组织不细致，焊接后焊点没有光泽，焊缝不够光滑，堆焊层易裂缝，影响焊点外观。最后是流动性差，焊接后容易引起拉尖和桥连，影响焊接质量。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述现有技术的不足，而提供一种环保型高温抗氧化焊料，该焊料不含铅，但焊缝光滑美观，耐用。为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案本专利技术提出的一种环保型高温抗氧化焊料，其中各组分的重量百分比为Cu 0.1％～2％，Sb 0.01％～2％，Ni 0.01％～1％，P 0.01％～0.5％，Ga 0.01％～0.5％和Sn余量组成。本专利技术的制备方法是采用以下步骤(1)制备镍、锡合金原料重量配比为镍∶锡＝1∶99，将镍置入温度800℃～1500℃的高温炉中熔化，再加入锡并轻轻晃动使锡和镍混合，移出高温炉，使温度降至550℃～600℃之间，搅拌10～15分钟，倒入模具中，制得含镍1％，锡99％的合金，待用；(2)制备镓、磷、锡合金原料重量配比为镓∶磷∶锡＝1∶1∶98，称取镓和磷，备用；再称取锡并置入可以密闭的钢制容器中，把备好的镓和磷加入，关闭密闭容器，放置在电炉上，加热至400℃～600℃，恒温晃动该密闭容器8～12小时，移下密闭容器冷却至室温，制得含磷1％、镓各1％，锡98％的合金，待用；(3)将锡放入一钢制的容器中，将钢制容器置于电炉上，在250℃～360℃下加热，使锡熔化成液态；(4)加入锑、铜、铋，搅拌30～60分钟，使其充分熔化；(5)加入步骤(1)制得的镍锡合金，搅拌8～12分钟；(6)加入步骤(2)制得的镓、磷、锡合金搅拌8～12分钟；(7)把搅拌好的焊料倒入模具中，即得到所需的焊料。本专利技术第二种方案其各组分的重量百分比为Cu 0.01％～2％，Ag0.2％～3.5％，Ni 0.01％～1％，P 0.01％～0.5％，Ga 0.01％～0.5％，Ce 0.005％～0.1％和Sn余量组成。从上述技术方案可以看出，本专利技术具有以下优点本专利技术提供了一种环保型高温抗氧化焊料，有利于环境保护，有效地避免操作人员铅中毒。由于对焊料的组份作了大量试验簿选和精心调配，并采用适当的制备方法，焊料在高温(380℃～500℃)焊接时，极少氧化渣，具有抗氧化能力，并能保持在此温度下锡炉表面光亮基本无氧化，焊接后锡炉能保持更长时间的无氧化状态。焊接时比普通的Sn-Ag-Cu系更少的焊接缺陷。在小于450℃时，焊点表面特别光亮，有效地提高了焊接质量。具体实施例方式制备实施例1 分别称取Sb 30g，Cu 13.5g，Bi 60g，镍锡合金300g，锡镓、磷、锡合金150g，锡2386.5g。然后把锡放入一钢制容器中，移该钢制容器于电炉上，加热至360℃，使锡熔化成液态。加入称好的Sb、Cu、Bi搅拌30分钟使Sb、Cu、Bi熔化。加入镍锡合金搅拌8分钟。加入镓、磷、锡合金搅拌8分钟。把以上搅拌好的焊料倒入模具中，即得成品。制备实施例2重复实施例1，有以下不同移钢制容器于电炉上，加热至250℃，使锡熔化成液态。加入称好的Sb、Cu、Bi搅拌60分钟，使Sb、Cu、Bi熔化。加入镍锡合佥搅拌12分钟。加入镓、磷、锡合金搅拌12分钟。制备实施例3重复实施例1，有以下不同移钢制容器于电炉上，加热至310℃，使锡“熔化成液态。加入称好的Sb、Cu、Bi搅拌45分钟，使Sb、Cu、Bi熔化。加入镍锡合金搅拌10分钟。加入镓、磷、锡合金搅拌10分钟。性能试验例1焊料组成的重量百分数为Sb 1％，Cu 0.45％，Ni0.1％，Ga0.05％，Sn余量。将该焊料放入一可装3kg合金的不锈钢金中，再放入的马弗妒中，升温从250℃开始记录。试验结果如表1。表1 试验结果说明250℃～500℃下，焊料均具有良好的抗氧化性，至500℃时，熔化的焊料表面开始氧化。性能试验例2焊料组成的重量百分数为Sb 1％，Cu 0.45％，Ni0.1％，Ga0.05％，P 0.05％，Sn余量。将该焊料放入可装3kg合金的不锈钢盒中，再置入温度可达1000℃的马弗炉中，升温从250℃开始记录，试验结果如表2所示。表2 试验结果说明，该焊料的抗氧化性能在450℃～500℃没有试验例1的好，但在450℃以下抗氧化性能优于试验例1。性能试验例3将本专利技术组成为Sb 1％，Cu 0.45％，Ni 0.1％，Ga 0.05％，P 0.05％，Sn余量的焊料与组成为Ag 3％，cu 0.45％，Sn余量的焊料作对比试验。条件焊接线路板40块，工作温度270℃±5℃、喷雾方式，其他工作条件相同。试验结果如表3、表4所示。表3 表4 试验结果表明，比较例焊接缺陷比本专利技术高30％。当然，以上所述实施例仅为本专利技术的较佳实施例，并不因此而限制本专利技术的保护范围，故凡依本专利技术所作的等效变化，均应涵盖于本专利技术的保护范围内。权利要求1.一种环保型高温抗氧化焊料，其特征在于组成的重量百分数为Cu0.1％～2％，Sb 0.01％～2％，Ni 0.01％～1％，P 0.01％～0.5％，Ga 0.01％～0.5％和Sn余量组成。2.根据权利要求1所述的一种环保型高温抗氧化焊料的制备方法，其特征在于该方法是采用以下步骤(1)制备镍、锡合金原料重量配比为镍∶锡＝1∶99，将镍置入温度800℃～1500℃的高温炉中熔化，再加入锡并轻轻晃动使锡和镍混合，移出高温炉，使温度降至550℃～600℃之间，搅拌10～15分钟，倒入模具中，制得含镍1％，锡99％的合金，待用。(2)制备镓、磷、锡合金原料重量配比为镓∶磷∶锡＝1∶1∶98，称取镓和磷，备用；再称取锡并置入可以密闭的钢制容器中，把备好的镓和磷加入，关闭密闭容器，放置在电炉上，加热至400℃～600℃，恒温晃动该密闭容器8～12小时，移下密闭容器冷本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种环保型高温抗氧化焊料，其特征在于：组成的重量百分数为Ｃｕ０．１％～２％，Ｓｂ０．０１％～２％，Ｎｉ０．０１％～１％，Ｐ０．０１％～０．５％，Ｇａ０．０１％～０．５％和Ｓｎ余量组成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄守友，马清雄，
申请(专利权)人：东莞市千岛金属锡品有限公司，
类型：发明
国别省市：44[中国|广东]