一种低熔点合金及其制备方法、应用技术

本发明专利技术提供一种低熔点合金及其制备方法、应用，涉及新材料技术领域。按质量分数计，本发明专利技术提供的低熔点合金包括：锡35％～42％、铋8.5％～11.5％、镓0.05％～0.8％和铟46％～55.4％；所述低熔点合金的熔点为80℃～110℃。本发明专利技术的技术方案能够同时满足基于有机膜材的电子电路增材制造过和电子元件牢固焊接的要求。要求。要求。

【技术实现步骤摘要】
一种低熔点合金及其制备方法、应用


[0001]本专利技术涉及新材料
，尤其涉及一种低熔点合金及其制备方法、应用。

技术介绍

[0002]增材制造技术是一项非常有发展潜力的新型加工制造技术，相比传统加工技术具有可定制加工、节约原材料、易于加工复杂结构等优势。经过多年的发展，目前在复杂结构的金属结构件、塑料结构件制造、钛合金零件制造等领域得到较为广泛的应用。
[0003]在电子电路制造领域，目前已出现了利用低熔点合金材料，在有机膜材基底上直接增材制造电路的技术，相比传统PCB电路板制造技术，具有可定制加工、无需化学腐蚀、快速实现等优势。“书写”式微流道控制电路制造是电路增材制造的主要技术，控制微流道位移，同时控制熔融的低熔点合金从微流道中流出，在有机膜材基底上凝固，完成电路制造。
[0004]专利技术人发现，采用现有技术中低熔点合金在有机膜材上打印电子电路时，通常会出现有机膜材损坏或者电子元件无法牢固焊接的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种低熔点合金及其制备方法、应用，可以同时满足基于有机膜材的电子电路增材制造过和电子元件牢固焊接的要求。
[0006]第一方面，本专利技术提供一种低熔点合金，采用如下技术方案：
[0007]按质量分数计，所述低熔点合金包括：锡35％～42％、铋8.5％～11.5％、镓0.05％～0.8％和铟46％～55.4％；所述低熔点合金的熔点为80℃～110℃。
[0008]可选地，按质量分数计，所述低熔点合金还包括银0.005％～0.015％和铝0.002％～0.01％。
[0009]可选地，按质量分数计，所述低熔点合金还包括锌1％～1.5％。
[0010]第二方面，本专利技术提供一种低熔点合金的制备方法，用于制备以上任一项所述的低熔点合金，所述低熔点合金的制备方法采用如下技术方案：
[0011]所述低熔点合金的制备方法包括：
[0012]步骤S1、对锡原料、铋原料和铟原料进行预处理，以去除其表面吸附的水分和/或表面氧化物；
[0013]步骤S2、按质量分数称量所有原料，并对称量好的各原料进行混合；
[0014]步骤S3、将混合好的原料进行真空高频感应熔炼；
[0015]步骤S4、冷却，得到所述低熔点合金。
[0016]可选地，各原料的纯度均在99.95％以上。
[0017]可选地，所述步骤S1中，对锡原料、铋原料和铟原料在真空环境中进行加热烘烤，以去除其表面吸附的水分。
[0018]进一步地，所述步骤S1中，将烘烤后的锡原料、铋原料和铟原料各自单独置入滚桶研磨机中，在氩气环境下进行滚磨，以去除表面氧化物。
[0019]可选地，所述低熔点合金的制备方法还包括：根据所述低熔点合金的应用场景，将所述低熔点合金进行低温浇铸，以获得具有目标形状的低熔点合金。
[0020]进一步地，所述低温浇铸过程中使用的模具为铜质铸造模具。
[0021]第三方面，本专利技术提供一种低熔点合金的应用，以上任一项所述的低熔点合金作为打印耗材应用于电子电路打印中。
[0022]本专利技术提供了一种低熔点合金及其制备方法、应用，按质量分数计，该低熔点合金包括：锡35％～42％、铋8.5％～11.5％、镓0.05％～0.8％和铟46％～55.4％，具有以上成分的低熔点合金的熔点为80℃～110℃，进而使得该低熔点合金可以同时满足基于有机膜材的电子电路增材制造过和电子元件牢固焊接的要求。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024]图1为本专利技术实施例提供的低熔点合金的制备方法的流程图。
具体实施方式
[0025]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0026]需要说明的是，在不冲突的情况下本专利技术实施例中的各技术特征均可以相互结合。
[0027]本专利技术实施例提供一种低熔点合金，具体地，按质量分数计，该低熔点合金包括：锡35％～42％、铋8.5％～11.5％、镓0.05％～0.8％和铟46％～55.4％；低熔点合金的熔点为80℃～110℃。
[0028]示例性地，低熔点合金中锡的质量分数可以为35％、36％、37％、38％、39％、40％、41％或者42％；低熔点合金中铋的质量分数可以为8.5％、9％、9.5％、10％、10.5％、11％或者11.5％；低熔点合金中镓的质量分数可以为0.05％、0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％、0.7％或者0.8％；低熔点合金中铟的质量分数可以为46％、47％、48％、49％、50％、51％、52％、53％、54％、55％或者55.4％。
[0029]其中，在以上低熔点合金中，铟和锡用于提供良好的导电性，铋和镓的加入主要用于将低熔点合金的熔点调节至目标范围内，即80℃～110℃。专利技术人对现有技术中的低熔点合金进行深入研究后，分析出：有机膜材损坏的原因在于，采用的低熔点合金为熔点在120℃～200℃范围内的焊锡类合金，导致熔融的低熔点合金的温度过高，有机膜材难以承受，另外，此类合金还容易在打印过程中堵塞打印机内部的微流道；电子元件无法焊接的原因在于，采用的低熔点合金为熔点在50℃～70℃范围内的低熔点焊锡，焊接电子元件时由于焊锡和打印出的电子电路的熔点接近或相同，导致焊接过程中电子电路会熔化，进而导致
无法牢固焊接。
[0030]综上所述，专利技术人提出了以上所述的具有80℃～110℃熔点的低熔点合金，进而使得该低熔点合金可以同时满足基于有机膜材的电子电路增材制造过和电子元件牢固焊接的要求。另外还不容易堵塞打印机内部的微流道，有利于提高打印机的稳定性和使用寿命。
[0031]需要说明的是，如上所述本专利技术实施例提供的低熔点合金在电子电路增材制造过程中有明显优势，但也并不表示其无法应用在其他应用场景中，示例性地，本专利技术实施例提供的低熔点合金还可以用作焊接材料、相变储热材料、导电粘结材料、导热粘结材料等。
[0032]可选地，本专利技术实施例中，按质量分数计，低熔点合金还可以包括银0.005％～0.015％和铝0.002％～0.01％。其中，银主要起改善低熔点合金熔化后的流动性及改善导电性能的作用，若其含量过低则没有作用，含量过高则容易出现高熔点组分，难以熔化，易堵塞微流道；铝主要提高抗氧化性能，含量过低没有作用，含量过高则对低熔点合金熔化后的流动性有不利本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低熔点合金，其特征在于，按质量分数计，所述低熔点合金包括：锡35％～42％、铋8.5％～11.5％、镓0.05％～0.8％和铟46％～55.4％；所述低熔点合金的熔点为80℃～110℃。2.根据权利要求1所述的低熔点合金，其特征在于，按质量分数计，所述低熔点合金还包括银0.005％～0.015％和铝0.002％～0.01％。3.根据权利要求1或2所述的低熔点合金，其特征在于，按质量分数计，所述低熔点合金还包括锌1％～1.5％。4.一种低熔点合金的制备方法，用于制备如权利要求1～3任一项所述的低熔点合金，其特征在于，包括：步骤S1、对锡原料、铋原料和铟原料进行预处理，以去除其表面吸附的水分和/或表面氧化物；步骤S2、按质量分数称量所有原料，并对称量好的各原料进行混合；步骤S3、将混合好的原料进行真空高频感应熔炼；步骤S4、冷却，得到所述低熔点合金。5.根据权利要求4所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹宇，
申请(专利权)人：北京梦之墨科技有限公司，
类型：发明
国别省市：