无铅焊料组合物制造技术

一种焊料合金，具有约15重量％至28重量％的铟，约5重量％至20重量％的锌，约1重量％至6重量％的银和至少36重量％的锡。重量％的银和至少36重量％的锡。重量％的银和至少36重量％的锡。

【技术实现步骤摘要】
无铅焊料组合物
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2020年9月21日提交的美国专利申请第17/027,036号的优先权，其完整内容通过参考结合于此。


[0003]本专利技术一般涉及无铅焊料组合物，更具体地涉及适用于连接到电接触垫(例如在玻璃表面上)的电端子的无铅焊料组合物。
[0004]专利技术背景
[0005]自从开发了加热格栅以来，铅基焊料已被用于将电端子焊接到印刷在汽车玻璃上的银格栅上。铟基焊料在特殊情况下用在退火玻璃挡风玻璃上，其中产品对开裂特别敏感。高铟基焊料的物理性质提供比含铅焊料更好的抗开裂性，但在常规生产中成本过高而无法实用。
[0006]2000年，欧盟发布指令，禁止在2003年以后的汽车玻璃应用中使用铅。虽然在该指令中铅将被豁免多年，但一些原始设备制造商(OEM)和玻璃供应商积极主动地验证和使用无铅焊料。安塔亚科技公司(Antaya Technologies Corporation)开发的铟基无铅焊料已被全球玻璃供应商广泛用于钢化和退火汽车玻璃。
[0007]与其他焊料合金金属相比，铟的更高成本一直是铟基无铅焊料更广泛应用的障碍。作为替代方案，一些玻璃供应商开发了一种工艺，将高锡(98％锡，2％银)焊料与具有不锈钢基材的电端子结合使用，用于钢化玻璃应用。这种高锡焊料的优点是价格低廉，并且不锈钢提供热膨胀系数接近钢化玻璃热膨胀系数的益处。然而，这种替代方案仍然存在一些缺点，即会导致一些玻璃破裂、加工温度窗口狭窄、额外的预热工艺步骤、玻璃的受控冷却以及需要镀银以提高导电性。
[0008]因此，仍然需要能够使用比具有高(>50％)铟含量的无铅焊料成本更低的焊料将电端子焊接在钢化汽车玻璃上，并避免上述高锡焊料/不锈钢方案的缺点。
[0009]背景部分中讨论的主题不应仅仅因为其在背景部分中的提及而被假定为现有技术。类似地，在背景部分中提到的或与背景部分的主题相关联的问题不应被假定为先前在现有技术中已经认识到。背景部分中的主题仅代表不同的方法，这些方法本身也可能是专利技术。

技术实现思路

[0010]根据一个实施方式，提供了一种焊料合金。焊料合金包括15重量％至28重量％的铟，5重量％至20重量％的锌，1重量％至6重量％的银和54重量％至79重量％的锡。
[0011]在具有前述段落中一个或多个段落的焊料合金的一个或多个特征的示例性实施方式中，焊料合金可包含至少41重量％的锡。
[0012]在具有前述段落中一个或多个段落的焊料合金的一个或多个特征的示例性实施方式中，焊料合金可包含至少45重量％的锡。
[0013]在具有前述段落中一个或多个段落的焊料合金的一个或多个特征的示例性实施方式中，焊料合金可包含至少55重量％的锡。
[0014]在具有前述段落中一个或多个段落的焊料合金的一个或多个特征的示例性实施方式中，焊料合金可包含至少60重量％的锡。
[0015]在具有前述段落中一个或多个段落的焊料合金的一个或多个特征的示例性实施方式中，焊料合金可包含至少64重量％的锡。
[0016]在具有前述段落中一个或多个段落的焊料合金的一个或多个特征的示例性实施方式中，焊料合金中不是铟、锌或银的剩余重量可以是锡。
[0017]在具有前述段落中一个或多个段落的焊料合金的一个或多个特征的示例性实施方式中，焊料合金可包含约17重量％至20重量％的铟。
[0018]在具有前述段落中一个或多个段落的焊料合金的一个或多个特征的示例性实施方式中，焊料合金可包含约17重量％的铟。
[0019]在具有前述段落中一个或多个段落的焊料合金的一个或多个特征的示例性实施方式中，焊料合金可包含约18重量％的铟。
[0020]在具有前述段落中一个或多个段落的焊料合金的一个或多个特征的示例性实施方式中，焊料合金可包含约22重量％的铟。
[0021]在具有前述段落中一个或多个段落的焊料合金的一个或多个特征的示例性实施方式中，焊料合金可包含约24重量％的铟。
[0022]在具有前述段落中一个或多个段落的焊料合金的一个或多个特征的示例性实施方式中，焊料合金可包含约24重量％的铟。
[0023]在具有前述段落中一个或多个段落的焊料合金的一个或多个特征的示例性实施方式中，焊料合金可包含约5重量％的锌。
[0024]在具有前述段落中一个或多个段落的焊料合金的一个或多个特征的示例性实施方式中，焊料合金可包含约9重量％的锌。
[0025]在具有前述段落中一个或多个段落的焊料合金的一个或多个特征的示例性实施方式中，焊料合金可包含约12重量％的锌。
[0026]在具有前述段落中一个或多个段落的焊料合金的一个或多个特征的示例性实施方式中，焊料合金可包含约3重量％的银。
[0027]在具有前述段落中一个或多个段落的焊料合金的一个或多个特征的示例性实施方式中，焊料合金可包含约5重量％的银。
[0028]在具有前述段落中一个或多个段落的焊料合金的一个或多个特征的示例性实施方式中，焊料合金可包含约1重量％至3重量％的铜。
[0029]根据一个实施方式，提供了一种焊料合金。该焊料合金基本上由以下组分组成：15重量％至28重量％的铟，5重量％至20重量％的锌，1重量％至6重量％的银和54重量％至79重量％的锡。
附图说明
[0030]现在将参考附图通过示例的方式描述本专利技术，其中：
[0031]图1示出了根据一些实施方式设计的导电连接器的示例；
[0032]图2是示意性地示出了根据一些实施方式的沿着图1中的线2
‑
2截取的电连接器中的层布置的截面图；
[0033]图3是示意性地示出根据一些实施方式设计的另一示例性导电连接器的层布置的截面图；
[0034]图4是焊接到镀银玻璃表面的电连接器的示意图，示出了根据一些实施方式的焊接后玻璃表面中的应力；
[0035]图5是根据一些实施方式的具有裂纹的玻璃样品的百分比相对于用于将电连接器附接到玻璃样品的焊料合金中的铟的百分比的关系图；
[0036]图6是根据一些实施方式的铟
‑
锡相图；
[0037]图7是根据一些实施方式的锌和锡的二元相图；
[0038]图8是根据一些实施方式的铟和锌的二元相图；和
[0039]图9是根据一些实施方式的锡、铟和锌的三元相图，示出了共晶槽(eutectic trough)。
[0040]图10是根据一些实施方式的焊点的显微照片；
[0041]图11是根据一些实施方式的焊点的显微照片；
[0042]图12是根据一些实施方式的锡、铟和锌的三元相图，并叠加了玻璃破裂测试的结果；
[0043]图13是根据一些实施方式的对于各种功率分布的玻璃裂纹数量与电端子上的焊料合金的铟合金的关系图；
[0044]图14是根据一些实施方式的对于各种功率分布的玻璃裂纹数量与不同电端子上的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种焊料合金，包含：15重量％至28重量％的铟；5重量％至20重量％的锌；1重量％至6重量％的银；和至少36重量％的锡。2.如权利要求1所述的焊料合金，其中，所述焊料合金包含至少41重量％的锡。3.如权利要求1所述的焊料合金，其中，所述焊料合金包含至少45重量％的锡。4.如权利要求1所述的焊料合金，其中，所述焊料合金包含至少55重量％的锡。5.如权利要求1所述的焊料合金，其中，所述焊料合金包含至少60重量％的锡。6.如权利要求1所述的焊料合金，其中，所述焊料合金包含至少64重量％的锡。7.如权利要求1所述的焊料合金，其中，所述焊料合金的不是铟、锌或银的剩余重量是锡。8.如权利要求1所述的焊料合金，其中，所述焊料合金包含约17重量％至20重量％的铟。9.如权利要求1所述的焊料合金，其中，所述焊料合金包含约17重量％的铟。10.如权利要求1所述的焊料合金，其中，所述焊料合金包含约18重量％的铟。11.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：S，
申请(专利权)人：安波福技术有限公司，
类型：发明
国别省市：