专利名称：：一种用于高温焊接的无铅钎料的制作方法
技术领域：
：本发明属于钎焊材料领域，具体涉及一种用于高温焊接的无铅钎料。
背景技术：
：传统的锡铅焊料以其优质的性能和低廉的成本在电子工业界得广泛使用，然而绝大部分电子废弃物被直接丢弃或埋在地下，其中的铅通过引用水被人体吸收，在人体内沉积造成中毒，伤害肾脏、肺，引起贫血、生殖功能障碍、高血压等疾病。为了保护人们的身体健康，禁铅的呼声越来越高，同时欧盟也颁布了WEEE和RoHS指令，使得禁铅行动全面展开。为此，国内外相关专家对无铅钎料进行了大量的研究，以Sn-Ag、Sn-Bi、Sn-Cu、Sn-Zn二元合金以及Sn-Ag-Cu、Sn-Cu-Ni、Sn-Cu-Bi三元合金等来代替传统的锡铅焊料。其中，Sn-Ag-Cu被业界公认为是传统锡铅焊料的最佳替代品。但是该系列合金在抗氧化性能、抑制铜溶蚀方面尚存在欠缺，尤其在高温(380°C_429°C)焊接时，如焊接变压器、线圈、电感、保险丝等含有漆包线的元器件时，漆包线的铜很容易溶蚀于焊料中，使铜线变细甚至细铜线被完全蚀断、且锡面易氧化，造成锡渣多、焊点发黄的问题。为了克服Sn-Cu-Ag钎料合金抗氧化性能差的缺陷，有关专家进行了大量的研究，并公告了一些专利技术，如在2003年9月3日公告的发明专利ZL03110895.4中披露了一种Sn-Cu-Ag-P抗氧化无铅焊料，通过P在焊料合金溶液表面上的集肤效应来提高焊料表面的抗氧化性能。该无铅钎料的抗氧化性能基本能满足使用要求，但其抗氧化性能只能在一定的限度内。
发明内容本发明要解决的技术问题是提供一种在高温(380°C_429°C)作业下可以抑制铜的溶蚀速度以及高效抗氧化的无铅钎料。为了解决上述技术问题，本发明是在已有的无铅钎料Sn-Cu-Ag-P中添加了少量的Ni和微量的Ge，且是采用下述重量百分比配制而成的Cu2.0-4.0%、AgO.1_0.5%、P0.001-0.02%、NiO.01-0.l%、GeO.001-0.05%、和余量Sn。本发明通过提高铜的含量以及添加了少量Ag和Ni，来抑制铜的溶蚀速度；通过添加微量的P、Ge、Ni元素来提高焊料的抗氧化性能、减少锡渣量。本发明的无铅钎料与下述成分的无铅钎料进行了抗氧化性能、焊点亮度、铜线溶蚀程度的比较，其结果见表l:表13<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>下式计算的氧化前的无铅钎料重量(g)—经氧化试验后去除熔渣后的钎料重量(g)锡渣率(％)=--氧化前的无铅钎料重量(g)由于采用了上述技术方案使本发明与已有技术相比，有以下优点及效果1)本发明添加元素Ge和元素Ni，提高元素P对液态钎料的抗氧化时间，增强了抗氧化性能，减少了氧化锡渣的数量，从而降低了生产成本、且焊点光亮。2)本发明用于高温焊接时，抑制了含铜元器件的溶蚀速度，避免了铜的溶蚀给作业带来的困扰、从而提高焊接的作业效率，提高了焊接的可靠性。具体实施例方式下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明，但是本发明的内容不限于实施例。实施例l将含Sn为99.95%的精锡70Kg和含Cu为99.90%的精铜30Kg加入锰坩埚中并置入中频炉内，加热至1IO(TC，搅拌均匀制成液态Sn-Cu合金，静置1小时后浇铸成含Cu为30%Sn-Cu合金。将含Sn为99.95%的精锡95和含Ag为99.99%的银锭5Kg加入锰坩埚中并置入中频炉内，加热至IOO(TC，搅拌均匀制成液态Sn-Ag合金，静置1小时后浇铸成含Ag为5%Sn-Ag合金。将含Sn为99.95%的精锡98和含Cu为99.90%的精镍2Kg加入锰坩埚中并置入中频炉内，加热至150(TC，搅拌均匀制成液态Sn-Ni合金，静置1小时后浇铸成含Ni为2%Sn-Ni合金。将含Sn为99.95%的精锡90Kg和含Ge为99.90%的金属锗2Kg加入锰坩埚中并置入中频炉内，加热至IOO(TC，搅拌均匀制成液态Sn-Ge合金，静置1小时后浇铸成含Ge为2%Sn-Ge合金。将10KgP、一定量的草木灰和含Cu为99.90%的精铜90Kg加入锰坩埚中并置入中频炉内，加热至600°C-800°C，搅拌均匀制成液态Cu_P中间合金，静置1小时后浇铸成含P为2%Cu-P合金。取上述的Sn-Cu中间合金9.755kg，Sn-Ag中间合金2kg，Cu-P中间合金0.05Kg，Sn-Ni中间合金0.5kg，Sn-Ge中间合金0.05kg和补加锡量87.695Kg加入锰坩埚中并置于中频内，升温至450°C，使合金完全熔化、混匀，浇铸、冷去卩，即得到含Sn97.888%、Cu2%、AgO.1%、PO.001%、NiO.01%、GeO.001%的本发明无铅钎料。实施例2取实施例1的Sn-Cu中间合金锭15.1Kg，Sn-Ag中间合金lOKg，Sn-Ni中间合金5Kg，Sn-Ge中间合金2.5Kg，Cu_P中间合金1Kg和补加锡量67.4Kg加入锰坩埚置于中频炉中熔炼，加热至45(TC，使合金完全熔化、混匀，浇铸、冷却，即得到含Sn95.33%、Cu4.0%、AgO.5%、P0.02%、NiO.l%、GeO.05%的本发明无铅钎料。实施例3取实施例1的Sn-Cu中间合金锭12.775Kg，Sn-Ag中间合金4Kg，Sn-Ni中间合金2Kg，Sn-Ge中间合金0.25Kg，Cu_P中间合金0.25Kg和补加锡量80.975Kg加入锰坩埚置于中频炉中熔炼，加热至45(TC，使合金完全熔化、混匀，浇铸、冷却，即得到含Sn96.95%、Cu2.8%、AgO.2%、P0.005%、NiO.04%、GeO.005%的本发明无铅钎料。实施例4取实施例1的Sn-Cu中间合金锭13.55Kg，Sn-Ag中间合金6Kg，Sn-Ni中间合金3Kg，Sn-Ge中间合金0.4Kg，Cu_P中间合金0.5Kg和补加锡量77.05Kg加入锰坩埚置于中频炉中熔炼，加热至45(TC，使合金完全熔化、混匀，浇铸、冷却，即得到含Sn96.719%、Cu3.2%、AgO.3%、P0.01%、NiO.06%、GeO.008%的本发明无铅钎料。实施例5取实施例1的Sn-Cu中间合金锭14.325Kg，Sn-Ag中间合金8Kg，Sn-Ni中间合金4Kg，Sn-Ge中间合金1.5Kg，Cu_P中间合金0.75Kg和补加锡量72.175Kg加入锰坩埚置于中频炉中熔炼，加热至45(TC，并不断搅拌，使合金完全熔化、混匀，浇铸、冷却，即得到含Sn95.875%、Cu3.6%、AgO.4%、P0.015%、NiO.08、GeO.03%的本发明无铅钎料。权利要求一种用于高温焊接的无铅钎料，其特征在于它采用下述重量百分比的原料制成的Cu2.0-4.0％、Ag0.1-0.5％、P0.001-0.02％、Ni0.01-0.1％、Ge0.001-0.05％、和余量Sn。全文摘要本发明一种用于高温焊接的无铅钎料，其组分及其所占重量百分比为Cu2.0-4.0％、Ag0.1-0.5％、P0.001-0.02％、Ni0.01-0.1％、Ge0.001-0.05％、和余量Sn。本发明添加元素Ge和元素Ni，提高元素P对液态钎料的抗氧化时间，增强了抗氧化性能，减少了氧化锡渣的数量，从而降低了生产成本、且焊点光亮；抑制了含铜元器件的溶蚀速度，避免了铜的溶蚀给作业带来的困扰、从而提高焊接的作业效率，提高了焊接的可靠性。文档编号B23K35/26GK101733578SQ20091022668公开日2010年6月16日申请日期2009年12月14日优先权日2009年12月14日发明者邓和升,邓和君申请人:郴州金箭焊料有限公司