基于铟-锡-银的无铅焊料制造技术

本文中描述了适用于用作无铅焊料的铟

【技术实现步骤摘要】
基于铟
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锡
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银的无铅焊料
[0001]本申请是针对分案申请202211008509.1再次提出的分案申请。分案申请202211008509.1是针对分案申请202110190195.0提出的分案申请，分案申请202110190195.0是PCT国际申请号为PCT/US2016/032076、国际申请日为2016
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05
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12、进入中国国家阶段的申请号为201680028036.8、题为“基于铟
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锡
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银的无铅焊料”的专利技术专利申请的分案申请。


[0002]本专利技术涉及一种焊料，特别是基于铟
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锡
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银的无铅焊料。

技术介绍

[0003]车辆(例如汽车)的挡风玻璃和后窗常常包括位于玻璃内或玻璃上的电气装置。一般来说，电气装置是天线或除霜器。为了提供与该电气装置的电连接，向玻璃施加小面积的金属涂层以制得与电气装置进行电连接的金属化表面。随后，将用于连接铅或铅本身的电连接器焊接到金属化表面上。电连接器通常用含有铅(Pb)的焊料焊接到玻璃的金属化表面上。由于在各国家中的环境问题和/或法规要求，现在大部分行业在焊接应用中使用或计划使用无铅焊料。在某些行业中采用的常规无铅焊料包含高锡(Sn)含量，例如超过80％的锡。如本文中所述汽车玻璃上使用的无铅焊料在2001年7月3日颁布给John Pereira(下文中称为“Pereira”)的美国专利号6,253,988中公开。在数个无铅焊料中，Pereira公开了具有如下重量百分比的焊料：64.35％至65.65％铟(In)、29.7％至30.3％锡(Sn)、4.05％至4.95％银(Ag)、0.25％至0.75％铜(Cu)(在下文中称为“65铟焊料”)。
[0004]当将装置焊接到汽车玻璃时，遇到了许多其它应用中并不存在的困难。汽车玻璃趋向于是脆的，并且适用于在其它应用中使用的常规高锡无铅焊料通常会引起汽车玻璃的开裂。虽然材料例如陶瓷和硅可能似乎在某些方面与汽车玻璃相似，但是部分适用于焊接陶瓷或硅装置的焊料并不适用于焊接汽车玻璃。焊接热膨胀系数(CTE)显著不同的两种材料(例如在本申请中的玻璃和铜)在焊接接缝形成后的冷却期间、或者在随后的温度偏移期间向焊料上施加了应力。焊料需要具有足够低的熔点(液相线)从而在焊接工艺期间不会引起汽车玻璃开裂，因为较高的熔点和对应较高的加工温度增大了CTE错配，在冷却期间施加了更高的应力。然而，焊料的熔点需要足够高，以使得在汽车的正常使用期间、例如当汽车在窗户密闭的太阳下时或在其它极端苛刻环境条件下时，焊料不会熔融。然而，包含铟的焊料通常具有远低于其它焊料的熔点。例如，与铅焊料160℃的固相线温度相比，65铟焊料的固相线温度为109℃，并且与铅焊料224℃的液相线温度相比，65铟焊料的液相线温度为127℃。部分车辆制造商期望玻璃产品应当能够经受升高的温度(例如对于一个车辆制造商为110℃，并且对于另一个车辆制造商为120℃)而没有任何性能下降。
[0005]因此，需要适用于在玻璃上使用的无铅焊料，与现在可获得的组合物相比，所述无铅焊料能够经受更高的升高温度、同时赋予该应用领域所需的所有其它性能。
[0006]在背景部分中讨论的主题仅在背景部分中提及，不应当假定为现有技术。类似地，
在背景部分中提及的问题或与背景部分主题有关的问题不应当假定已经在现有技术中预先认识到了。背景部分中的主题仅表示不同的方法，这些方法本身也可以是专利技术。

技术实现思路

[0007]根据本专利技术的一个实施方式，提供基于铟
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锡
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银的焊料。第一实施方式是适用于用作焊料的合金，所述合金具有包含如下元素的混合物：约40重量％的锡、约0.5重量％的铜、约50重量％的铟；约4.5重量％的银、约1.8重量％至约2.1重量％的镍、以及约2.9重量％至3.2重量％的铁。所述合金可包含约1.8重量％的镍和约3.2重量％的铁。或者，所述合金可包含约2.1重量％的镍和约2.9重量％的铁。
[0008]第二实施方式是适用于用作焊料的合金，所述合金具有包含如下元素的混合物：约14重量％至约15重量％的锡、约1重量％的锑、约1重量％的铜、约5重量％至约6重量％的银、约1重量％至约3重量％的镍、约1重量％的锌、以及约75重量％的铟。所述合金可以包含约14重量％的锡、5重量％的银、和约3重量％的镍。或者，所述合金可以包含约15重量％的锡、6重量％的银、和约1重量％的镍。
[0009]第三实施方式是适用于用作焊料的合金，所述合金具有包含如下元素的混合物：约75重量％的锡、约5重量％的银、和约20重量％的铟。
[0010]第四实施方式是适用于用作焊料的合金，所述合金具有包含如下元素的混合物：约7重量％的锡、约3重量％的银、约90重量％的铟。
[0011]根据本专利技术的另一实施方式，提供在玻璃组件上的电连接。第五实施方式是在玻璃组件上的电连接，所述电连接器包括玻璃组件、在玻璃组件上含有银的电接触表面、通过适用于用作焊料的合金层焊接到玻璃组件上的电接触表面的电连接器，所述合金具有包含如下元素的混合物：约40重量％的锡、约0.5重量％的铜、约50重量％的铟；约4.5重量％的银、约1.8重量％至约2.1重量％的镍、以及约2.9重量％至3.2重量％的铁。所述合金可以包含约1.8重量％的镍和约3.2重量％的铁。或者，所述合金可包含约2.1重量％的镍和约2.9重量％的铁。
[0012]第六实施方式是在玻璃组件上的电连接，所述电连接包括玻璃组件、在玻璃组件上含有银的电接触表面、通过适用于用作焊料的合金层焊接到玻璃组件上的电接触表面的电连接器，所述合金具有包含如下元素的混合物：约14重量％至约15重量％的锡、约1重量％的锑、约1重量％的铜、约5重量％至约6重量％的银、约1重量％至约3重量％的镍、约1重量％的锌、以及约75重量％的铟。所述合金可以包含约14重量％的锡、5重量％的银、和约3重量％的镍。或者，所述合金可以包含约15重量％的锡、6重量％的银、和约1重量％的镍。
[0013]第七实施方式是在玻璃组件上的电连接，所述电连接器包括玻璃组件、在玻璃组件上含有银的电接触表面、通过适用于用作焊料的合金层焊接到所述玻璃组件上的电接触表面的电连接器，所述合金具有包含如下元素的混合物：约75重量％的锡、约5重量％的银、和约20重量％的铟。
[0014]第八实施方式是在玻璃组件上的电连接，所述电连接包括玻璃组件、在玻璃组件上含有银的电接触表面、通过适用于用作焊料的合金层焊接到玻璃组件上的电接触表面的电连接器，所述合金具有包含如下元素的混合物：约7重量％的锡、约3重量％的银、和约90重量％的铟。
[0015]根据本专利技术的另一个实施方式，提供形成基于铟
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锡
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银的焊料的方法。第九实施方式是形成适用于用作焊料的合金的方法，所述方法通过将锡、铜、铟、银本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适于用作焊料的合金，所述合金包含：约14重量％至约15重量％的锡；约1重量％的锑；约1重量％的铜；约5重量％至6重量％的银；约1重量％至3重量％的镍；约1重量％的锌；和约75重量％的铟，其中，“约X％”表示：对于含有低于所述合金的25重量％的元素，元素的百分比改变
±
0.5重量％，或者对于含有超过所述合金的25重量％的元素，元素的百分比改变
±
2重量％。2.如权利要求1所述的合金，其特征在于，所述合金包含约14重量％的锡、约5重量％的银、和约3重量％的镍。3.如权利要求1所述的合金，其特征在于，所述合金包含约15重量％的锡、约6重量％的银、和约1重量％的...

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