專利名稱：無鉛焊料的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種無鉛焊料，特別是含銅、銀和鈰的無鉛錫焊料，屬錫焊料合金領域。
背景技術：
隨著電子工業的迅速發展對電子產品的要求越來越高，目前的電子產品所用的焊料種類很多，但多數仍使用錫-鉛合金焊料，由于錫-鉛焊料含鉛對環境有污染，因此歐盟發布二個指令，從2006年7月1日起禁止在電子產品中使用含鉛的錫焊料，現有的無鉛焊料多數為錫-銀、錫-銅、錫-銀-銅、錫-鋅-銦-鉍、錫-銻-銀-銦、錫-鋅-鎳等組成的，還有少數的為錫-銀-混合稀土組成，上述的無鉛錫焊料的不足之處是有的熔點高，有的潤濕性小，有的結晶較粗，有的成分多工藝復雜成本高。

發明內容
本發明的目的正是為了克服上述已有技術的缺點與不足而提供一種具有熔點低、潤濕性好、成本低的無鉛焊料，從而為電子產品的加工制造提供優質的焊接材料。
本發明的目的是通過下述技術方案實現的無鉛焊料，其特征在于它采用下述重量百分比的原料并按下述方法制成的銅0.3～3.0％、銀0.5～6.0％、鈰0.005～0.20％、余量為錫，a)將含錫99.95％的精錫和含鈰99.99％的金屬鈰按兩者的重量比為96∶4加入坩堝內并置入真空熔煉爐進行熔煉升溫至1000℃，保溫2小時，攪拌30分鐘，出爐、冷卻鑄成含鈰4％的錫鈰中間合金錠；(b)將含錫99.95％的精錫和含銀99.99％的銀錠按兩者的重量比為70∶30加入坩堝內并置入中頻爐熔煉，抽真空充氮氣，升溫至1200℃，保溫3小時，出爐、冷卻鑄成含銀30％的錫銀中間合金錠；(c)將含錫99.95％的精錫和含銅99.95％的精銅按兩者的重量比為70∶30加入坩堝內并置入中頻爐熔煉，抽真空充氮氣，升溫至900℃，保溫3小時，出爐、冷卻鑄成含銅30％的錫銅中間合金錠；d)取(a)項的錫鈰中間合金錠0.125～5.0份，(b)項的錫銀中間合金錠1.67～20.0份和(c)項錫銅中間合金錠1.0～10.0份和補加余量錫的不足錫量77.42～90.0份，同時加入錳合金鍋內并置入中頻爐熔煉，抽真空充氮氣，升溫至450℃，出爐、冷卻澆鑄成無鉛焊料棒，得到本發明產品。
所述的原料重量百分比是銅0.5～1.0％、鈰0.01～0.1％、銀3.0～3.5％、余量為錫。
本發明的方法采用的原料是含錫99.95％的錫錠，含銅99.95％的銅錠，含鈰99.99％的鈰錠，含銀99.95％的銀錠，均為市場銷售規范產品，在配料過程嚴格控制，本產品中加入的鈰是稀土元素，熔點789℃，沸點3426℃，密度6.77g/cm3，它是灰色活潑金屬，在空氣中易氧化失去光譯，加熱燃燒，易溶于酸，是合金材料，它可脫氧、脫硫、均勻細化晶粒、提高機械性能和抗氧化能力，可降低熔點，本發明的產品經信息產業部專用材料質量監督檢驗中心檢測，其結果如下1、焊點拉伸、剪切試驗、片式元件焊一點剪切試驗，QFP引線45°拉伸試驗，檢測結果見表1表1焊點拉伸、片式元件焊點剪切試驗、QFP引線45°拉伸試驗檢測結果


2、潤濕性檢測結果見表2表2潤濕性檢測結果

3、化學成分檢測檢測結果見表3表3化學成分檢測結果


4、熔點、金相檢測結果見表4表4擴展率、熔點、金相檢測結果

結論檢測結果表明，樣品金相組織均勻，性能指標優良，可作為無鉛焊料產品新品種。
5、性能比較表5性能比較


由于采取上述技術方案使本發明技術與已有技術相比具有如下優點及效果(a)該方法采用的原料純度高，工藝過程金屬損失低，(b)本發明的無鉛焊料由于采用鈰使擴展率由78％升到78.4％，熔點由219℃降低到217℃；片式元件焊點剪切試驗由27.1N提高到31.5N；焊點拉伸試驗由219.9/N高到228.6N，QFP引線45°拉伸試驗由23.3N提高到23.5N，金相更均勻，更細化，(c)產品質量好，屬環保產品，價格便宜。
具體實施例方式
實施例1將含錫99.95％的精錫96kg和含鈰99.99％的金屬鈰4kg加入坩堝置入真空熔煉爐進行熔煉，升溫至1000℃，保溫2小時，攪拌30分鐘，出爐、冷卻鑄成含鈰4％的錫鈰中間合金錠；將含錫99.95％的精錫70kg和含銀99.99％的銀錠30kg加入坩堝置入中頻爐熔煉，抽真空充氮氣，升溫至1200℃，保溫3小時，出爐、冷卻鑄成含銀30％的錫銀中間合金錠；將含錫99.95％的精錫70kg和含銅99.95％的精銅30kg加入坩堝置入中頻爐熔煉，抽真空充氮氣，升溫至900℃，保溫3小時，出爐、冷卻鑄成含銅30％的錫銅中間合金錠；取上述的錫鈰中間合金錠0.125kg，錫銀中間合金錠20.0kg、錫銅中間合金錠1.0kg和補加余量錫的不足錫量78.875kg，加入錳合金熔煉鍋置入中頻爐熔煉，抽真空充氮氣，升溫至450℃，出爐、冷卻澆鑄成無鉛焊料棒，得到由鈰0.005％、銀6.0％、銅0.3％、錫93.695％為原料制成的本發明無鉛焊料產品。
實施例2按實施例1的方法制造三種中間合金，取錫鈰合金錠0.25kg、錫銀合金錠16.7kg、錫銅合金錠1.67kg和補加余量錫的不足錫量81.38kg，加入錳合金熔煉鍋熔化，澆鑄成無鉛焊料棒，得到由鈰0.01％、銀5.0％、銅0.5％、錫94.49％為原料制成的本發明無鉛焊料產品。
實施例3按實施例1的方法制造三種中間合金，取錫鈰合金錠1.25kg、錫銀合金錠13.33kg、錫銅合金錠3.33kg和補加余量錫的不足錫量82.09kg，加入錳合金熔煉鍋熔煉，澆鑄成無鉛焊料棒，得到由鈰0.05％、銀4.0％、銅1.0％、錫94.95％為原料制成的本發明無鉛焊料產品。
實施例4按實施例1的方法制造三種中間合金，取錫鈰合金錠2.5kg、錫銀合金錠6.67kg、錫銅合金錠6.67kg和補加余量錫的不足錫量84.16kg，加入錳合金熔煉鍋熔煉，澆鑄成無鉛焊料棒，得到由鈰0.1％、銀2.0％、銅2.0％、錫95.9％為原料制成的本發明無鉛焊料產品。
實施例5按實施例1的方法制造三種中間合金，取錫鈰合金錠3.75kg、錫銀合金錠3..33kg、錫銅合金錠10kg和補加余量錫的不足錫量82.92kg加入錳合金熔煉鍋熔煉，澆鑄成無鉛焊料棒，得到由鈰0.15％、銀1.00％、銅3.0％、錫95.85％為原料制成的本發明無鉛焊料產品。
實施例6按實施例1的方法制造三種中間合金，取錫鈰合金錠5kg、錫銀合金錠1.67kg、錫銅合金錠3.33kg和補加余量錫的不足錫量90kg加入錳合金熔煉鍋熔煉，澆鑄成無鉛焊料棒，得到由鈰0.2％、銀0.5％、銅1.0％、錫98.3％為原料制成的本發明無鉛焊料產品。
實施例7按實施例1的方法制造三種中間合金，取錫鈰合金錠0.25kg、錫銀合金錠20kg、錫銅合金錠2.33kg和補加余量錫的不足錫量77.42kg加入錳合金熔煉鍋熔煉，澆鑄成無鉛焊料棒，得到由鈰0.01％、銀6.0％、銅0.7％、錫93.29％為原料制成的本發明無鉛焊料產品。
實施例8
按實施例1的方法制造三種中間合金，取錫鈰合金錠2.5kg、錫銀合金錠10kg、錫銅合金錠2.0kg和補加余量錫的不足錫量85.5kg，加入錳合金熔煉鍋熔煉，澆鑄成無鉛焊料棒，得到由鈰0.1％、銀3.0％、銅0.6％、錫96.3％為原料制成的本發明無鉛焊料產品。
權利要求
1.無鉛焊料，其特征在于它采用下述重量百分比的原料并按下述方法制成的銅0.3～3.0％、銀0.5～6.0％、鈰0.005～0.20％、余量為錫，(a)將含錫99.95％的精錫和含鈰99.99％的金屬鈰按兩者的重量比為96∶4加入坩堝內并置入真空熔煉爐進行熔煉升溫至1000℃，保溫2小時，攪拌30分鐘，出爐、冷卻鑄成含鈰4％的錫鈰中間合金錠；(b)將含錫99.95％的精錫和含銀99.99％的銀錠按兩者的重量比為70∶30加入坩堝內并置入中頻爐熔煉，抽真空充氮氣，升溫至1200℃，保溫3小時，出爐、冷卻鑄成含銀30％的錫銀中間合金錠；(c)將含錫99.95％的精錫和含銅99.95％的精銅按兩者的重量比為70∶30加入坩堝內并置入中頻爐熔煉，抽真空充氮氣，升溫至900℃，保溫3小時，出爐、冷卻鑄成含銅30％的錫銅中間合金錠；d)取(a)項的錫鈰中間合金錠0.125～5.0份，(b)項的錫銀中間合金錠1.67～20.0份和(c)項錫銅中間合金錠1.0～10.0份和補加余量錫的不足錫量77.42～90.0份，同時加入錳合金鍋內并置入中頻爐熔煉，抽真空充氮氣，升溫至450℃，出爐、冷卻澆鑄成無鉛焊料棒，得到本發明產品。
2.根據權利要求1所述的無鉛焊料，其特征在于所述的原料重量百分比是銅0.5～1.0％、鈰0.01～0.1％、銀3.0～3.5％、余量為錫。
全文摘要
本發明涉及一種無鉛焊料，特別是含銅、銀和鈰的的無鉛錫焊料，其特征在于將精錫和金屬鈰熔煉后鑄成含鈰4％的錫鈰中間合金錠；將精錫和銀錠熔煉后鑄成含銀30％的錫銀中間合金錠；將精錫和精銅熔煉后鑄成含銅30％的錫銅中間合金錠；再將三種中間合金加入錳合金鍋內并置入中頻爐熔煉澆鑄成無鉛焊料棒，得到本發明產品，該產品具有原料純度高，工藝過程金屬損失低，提高擴展率，降低了熔點，提高片式元件焊點剪切力、焊點拉伸力和QFP引線45°拉伸力，金相更均勻，更細化，產品質量好，屬環保產品，價格便宜的優點及效果。
文檔編號C22C1/02GK1721124SQ20051001170
公開日2006年1月18日 申請日期2005年5月11日 優先權日2005年5月11日
發明者馬鑫, 鄧和升, 杜昆, 蘇明斌, 楊嘉驥, 楊增安, 冼陳列, 胡智信, 顧小龍, 戴國水 申請人:馬鑫, 鄧和升, 杜昆, 蘇明斌, 楊家驥, 楊增安, 冼陳列, 胡智信, 顧小龍, 戴國水