專(zhuān)利名稱(chēng)：含鈰的無(wú)鉛釬料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種含鈰的無(wú)鉛釬料，屬于金屬材料類(lèi)及冶金領(lǐng)域的釬焊材料。
背景技術(shù)：
根據(jù)歐盟頒布的WEEE和RoHS指令，明確提出將于2006年7月1日起限制或禁止在家用電器中使用鉛及其它幾種有毒有害物質(zhì)，迫使無(wú)鉛釬料的研究進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用階段。Sn-Ag-Cu合金有著優(yōu)良的潤(rùn)濕性能和力學(xué)性能，被認(rèn)為是最有潛力的Sn-Pb釬料的替代品。但是Sn-Ag-Cu系合金價(jià)格偏高，因此應(yīng)用受到局限。Sn-Cu-Ni釬料由于具有較好的綜合性能，價(jià)格適中，具有良好的應(yīng)用前景。本項(xiàng)發(fā)明“含鈰的無(wú)鉛釬料”，即是在這種技術(shù)背景下完成的，其綜合性能與Sn-Pb、Sn-Cu、Sn-Ag-Cu等釬料相近。

發(fā)明內(nèi)容
本項(xiàng)發(fā)明的任務(wù)是提供一種潤(rùn)濕性，鋪展性及釬縫力學(xué)性能良好的可用于電子行業(yè)的波峰焊、再流焊以及其它焊接方法的無(wú)鉛釬料。
本項(xiàng)發(fā)明主要解決了下述兩個(gè)關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題1)研制開(kāi)發(fā)出的無(wú)鉛釬料的熔點(diǎn)范圍在225℃～260℃；通過(guò)優(yōu)化“含鈰的無(wú)鉛釬料”的化學(xué)成分，得到了對(duì)母材(以及PCB基板)潤(rùn)濕性、鋪展性?xún)?yōu)良、釬縫力學(xué)性能(σb、τ)良好的無(wú)鉛釬料；2)在含鈰的無(wú)鉛釬料中加入適量的鉛(Pb)以降低主成分合金(Sn-Cu合金)的熔點(diǎn)，改善含鈰的無(wú)鉛釬料在紫銅、黃銅以及PCB基板上的潤(rùn)濕性；加入適量的鎳，抑制Cu6Sn5金屬間化合物的形成，同時(shí)加入稀土元素鈰(Ce)以細(xì)化新發(fā)明的含鈰的無(wú)鉛釬料的晶粒，提高含鈰的無(wú)鉛釬料的塑性和綜合力學(xué)性能。
解決上述問(wèn)題的技術(shù)方案是，1)、使用市售的電解銅、金屬鎳、錫錠、鉛錠、金屬鈰，按需要配比，采用常規(guī)的制造工藝冶煉、澆鑄，即可得到棒材。通過(guò)擠壓、拉拔，即得到所需要的釬料絲材。2)、根據(jù)生產(chǎn)需要，可將金屬鎳、電解銅、金屬鈰預(yù)先冶煉成合金，然后加入錫-銅-鉛合金中冶煉、澆鑄，即可得到棒材。通過(guò)擠壓、拉拔，即得到所需要的釬料絲材。
本明的“含鈰的無(wú)鉛釬料”，化學(xué)成分(質(zhì)量百分?jǐn)?shù))是0.08％～3.0％的銅(Cu)，0.01％～1.6％的鎳(Ni)，0.005％～0.2％的鉛(Pb)，0.001％～0.10％的鈰(Pb)，其余為錫(Sn)。使用市售的電解銅、金屬鎳、錫錠、鉛錠、金屬鈰，按需要配比，采用常規(guī)的制造工藝冶煉、澆鑄，即可得到棒材。通過(guò)擠壓、拉拔，即得到所需要的釬料絲材。根據(jù)生產(chǎn)需要，可將金屬鎳、電解銅、金屬鈰預(yù)先冶煉成合金，然后加入錫-銅-鉛合金中冶煉、澆鑄，即可得到棒材。通過(guò)擠壓、拉拔，即得到所需要的釬料絲材。
本發(fā)明的技術(shù)特點(diǎn)是，“含鈰的無(wú)鉛釬料”中還含有微量的鉛元素。雖然鉛是有害元素，但是它的加入，可顯著改善錫基釬料對(duì)母材的潤(rùn)濕性、鋪展性，且對(duì)釬料的其它性能影響甚微。因此，新發(fā)明的含鈰的無(wú)鉛釬料中所含有害元素鉛可根據(jù)歐盟頒布的WEEE和RoHS指令以及日本、中國(guó)、美國(guó)等國(guó)家的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行調(diào)整，以符合不同標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定的要求。同時(shí)，仍在釬料中保持適量(微量)的鉛，以改善無(wú)鉛釬料對(duì)母材的潤(rùn)濕性、鋪展性。
四、說(shuō)明附圖
-無(wú)五具體實(shí)施方式
根據(jù)本發(fā)明的“含鈰的無(wú)鉛釬料”的質(zhì)量配方比，敘述本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。
具體實(shí)施例方式
一按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比，其成分為0.08％銅(Cu)，1.6％鎳(Ni)，0.2％鉛(Pb)，0.10％鈰(Ce)，其余為錫(Sn)。
上述成分配比得到的“含鈰的無(wú)鉛釬料”固相線(xiàn)溫度在230℃左右、液相線(xiàn)溫度在245℃左右(考慮了實(shí)驗(yàn)誤差)，配合市售釬劑(助焊劑)，在紫銅、黃銅以及PCB基板上的潤(rùn)濕性、鋪展性能優(yōu)良。
具體實(shí)施例方式
二按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比，其成分為3.0％銅(Cu)，0.01％鎳(Ni)，0.2％鉛(Pb)，0.10％鈰(Ce)，其余為錫(Sn)。
上述成分配比得到的“含鈰的無(wú)鉛釬料”固相線(xiàn)溫度在225℃左右、液相線(xiàn)溫度在240℃左右(考慮了實(shí)驗(yàn)誤差)，配合市售釬劑(助焊劑)，在紫銅、黃銅以及PCB基板上的潤(rùn)濕性、鋪展性能優(yōu)良。
具體實(shí)施例方式
三按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比，其成分為0.7％銅(Cu)，0.01％鎳(Ni)，0.005％鉛(Pb)，0.001％鈰(Ce)，其余為錫(Sn)。
上述成分配比得到的“含鈰的無(wú)鉛釬料”固相線(xiàn)溫度在227℃左右、液相線(xiàn)溫度在240℃左右(考慮了實(shí)驗(yàn)誤差)，配合市售釬劑(助焊劑)，在紫銅、黃銅以及PCB基板上的潤(rùn)濕性、鋪展性能優(yōu)良。
具體實(shí)施例方式
四按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比，其成分為0.7％銅(Cu)，0.1％鎳(Ni)，0.02％鉛(Pb)，0.03％鈰(Ce)，其余為錫(Sn)。
上述成分配比得到的“含鈰的無(wú)鉛釬料”固相線(xiàn)溫度在227℃左右、液相線(xiàn)溫度在240℃左右(考慮了實(shí)驗(yàn)誤差)，配合市售釬劑(助焊劑)，在紫銅、黃銅以及PCB基板上的潤(rùn)濕性、鋪展性能優(yōu)良。
具體實(shí)施例方式
五按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比，其成分為0.2％銅(Cu)，0.5％鎳(Ni)，0.05％鉛(Pb)，0.03％鈰(Ce)，其余為錫(Sn)。
上述成分配比得到的“含鈰的無(wú)鉛釬料”固相線(xiàn)溫度在230℃左右、液相線(xiàn)溫度在245℃左右(考慮了實(shí)驗(yàn)誤差)，配合市售釬劑(助焊劑)，在紫銅、黃銅以及PCB基板上的潤(rùn)濕性、鋪展性能優(yōu)良。
具體實(shí)施例方式
六按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比，其成分為1.0％銅(Cu)，1.0％鎳(Ni)，0.1％鉛(Pb)，0.05％鈰(Ce)，其余為錫(Sn)。
上述成分配比得到的“含鈰的無(wú)鉛釬料”固相線(xiàn)溫度在230℃左右、液相線(xiàn)溫度在245℃左右(考慮了實(shí)驗(yàn)誤差)，配合市售釬劑(助焊劑)，在紫銅、黃銅以及PCB基板上的潤(rùn)濕性、鋪展性能優(yōu)良。
具體實(shí)施例方式
七按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比，其成分為0.12％銅(Cu)，0.01％鎳(Ni)，0.02％鉛(Pb)，0.10％鈰(Ce)，其余為錫(Sn)。
上述成分配比得到的“含鈰的無(wú)鉛釬料”固相線(xiàn)溫度在227℃左右、液相線(xiàn)溫度在235℃左右(考慮了實(shí)驗(yàn)誤差)，配合市售釬劑(助焊劑)，在紫銅、黃銅以及PCB基板上的潤(rùn)濕性、鋪展性能優(yōu)良。
具體實(shí)施例方式
八按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比，其成分為2.5％銅(Cu)，1.0％鎳(Ni)，0.02％鉛(Pb)，0.03％鈰(Ce)，其余為錫(Sn)。
上述成分配比得到的“含鈰的無(wú)鉛釬料”固相線(xiàn)溫度在235℃左右、液相線(xiàn)溫度在250℃左右(考慮了實(shí)驗(yàn)誤差)，配合市售釬劑(助焊劑)，在紫銅、黃銅以及PCB基板上的潤(rùn)濕性、鋪展性能優(yōu)良。
具體實(shí)施例方式
九按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比，其成分為2.0％銅(Cu)，1.6％鎳(Ni)，0.02％鉛(Pb)，0.03％鈰(Ce)，其余為錫(Sn)。
上述成分配比得到的“含鈰的無(wú)鉛釬料”固相線(xiàn)溫度在235℃左右、液相線(xiàn)溫度在260℃左右(考慮了實(shí)驗(yàn)誤差)，配合市售釬劑(助焊劑)，在紫銅、黃銅以及PCB基板上的潤(rùn)濕性、鋪展性能優(yōu)良。
具體實(shí)施例方式
十按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比，其成分為3.0％銅(Cu)，1.6％鎳(Ni)，0.02％鉛(Pb)，0.01％鈰(Ce)，其余為錫(Sn)。
上述成分配比得到的“含鈰的無(wú)鉛釬料”固相線(xiàn)溫度在240℃左右、液相線(xiàn)溫度在260℃左右(考慮了實(shí)驗(yàn)誤差)，配合市售釬劑(助焊劑)，在紫銅、黃銅以及PCB基板上的潤(rùn)濕性、鋪展性能優(yōu)良。
具體實(shí)施例方式
十一按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比，其成分為3.0％銅(Cu)，1.6％鎳(Ni)，0.2％鉛(Pb)，0.001％鈰(Ce)，其余為錫(Sn)。
上述成分配比得到的“含鈰的無(wú)鉛釬料”固相線(xiàn)溫度在235℃左右、液相線(xiàn)溫度在255℃左右(考慮了實(shí)驗(yàn)誤差)，配合市售釬劑(助焊劑)，在紫銅、黃銅以及PCB基板上的潤(rùn)濕性、鋪展性能優(yōu)良。
具體實(shí)施例方式
十二按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比，其成分為3.0％銅(Cu)，1.6％鎳(Ni)，0.1％鉛(Pb)，0.01％鈰(Ce)，其余為錫(Sn)。
上述成分配比得到的“含鈰的無(wú)鉛釬料”固相線(xiàn)溫度在240℃左右、液相線(xiàn)溫度在260℃左右(考慮了實(shí)驗(yàn)誤差)，配合市售釬劑(助焊劑)，在紫銅、黃銅以及PCB基板上的潤(rùn)濕性、鋪展性能優(yōu)良。
具體實(shí)施例方式
十三按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比，其成分為0.9％銅(Cu)，0.03％鎳(Ni)，0.02％鉛(Pb)，0.02％鈰(Ce)，其余為錫(Sn)。
上述成分配比得到的“含鈰的無(wú)鉛釬料”固相線(xiàn)溫度在235℃左右、液相線(xiàn)溫度在245℃左右(考慮了實(shí)驗(yàn)誤差)，配合市售釬劑(助焊劑)，在紫銅、黃銅以及PCB基板上的潤(rùn)濕性、鋪展性能優(yōu)良。
具體實(shí)施例方式
十四按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比，其成分為0.4％銅(Cu)，0.02％鎳(Ni)，0.05％鉛(Pb)，0.05％鈰(Ce)，其余為錫(Sn)。
上述成分配比得到的“含鈰的無(wú)鉛釬料”固相線(xiàn)溫度在230℃左右、液相線(xiàn)溫度在245℃左右(考慮了實(shí)驗(yàn)誤差)，配合市售釬劑(助焊劑)，在紫銅、黃銅以及PCB基板上的潤(rùn)濕性、鋪展性能優(yōu)良。
具體實(shí)施例方式
十五按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比，其成分為0.8％銅(Cu)，0.02％鎳(Ni)，0.03％鉛(Pb)，0.02％鈰(Ce)，其余為錫(Sn)。
上述成分配比得到的“含鈰的無(wú)鉛釬料”固相線(xiàn)溫度在235℃左右、液相線(xiàn)溫度在245℃左右(考慮了實(shí)驗(yàn)誤差)，配合市售釬劑(助焊劑)，在紫銅、黃銅以及PCB基板上的潤(rùn)濕性、鋪展性能優(yōu)良。
具體實(shí)施例方式
十六按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比，其成分為1.4％銅(Cu)，0.02％鎳(Ni)，0.10％鉛(Pb)，0.08％鈰(Ce)，其余為錫(Sn)。
上述成分配比得到的“含鈰的無(wú)鉛釬料”固相線(xiàn)溫度在230℃左右、液相線(xiàn)溫度在245℃左右(考慮了實(shí)驗(yàn)誤差)，配合市售釬劑(助焊劑)，在紫銅、黃銅以及PCB基板上的潤(rùn)濕性、鋪展性能優(yōu)良。
具體實(shí)施例方式
十七按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比，其成分為1.8％銅(Cu)，0.6％鎳(Ni)，0.12％鉛(Pb)，0.08％鈰(Ce)，其余為錫(Sn)。
上述成分配比得到的“含鈰的無(wú)鉛釬料”固相線(xiàn)溫度在240C左右、液相線(xiàn)溫度在255C左右(考慮了實(shí)驗(yàn)誤差)，配合市售釬劑(助焊劑)，在紫銅、黃銅以及PCB基板上的潤(rùn)濕性、鋪展性能優(yōu)良。
具體實(shí)施例方式
十八按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比，其成分為1.8％銅(Cu)，0.6％鎳(Ni)，0.10％鉛(Pb)，0.08％鈰(Ce)，其余為錫(Sn)。
上述成分配比得到的“含鈰的無(wú)鉛釬料”固相線(xiàn)溫度在240℃左右、液相線(xiàn)溫度在255℃左右(考慮了實(shí)驗(yàn)誤差)，配合市售釬劑(助焊劑)，在紫銅、黃銅以及PCB基板上的潤(rùn)濕性、鋪展性能優(yōu)良。
具體實(shí)施例方式
十九按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比，其成分為0.6％銅(Cu)，0.1％鎳(Ni)，0.02％鉛(Pb)，0.03％鈰(Ce)，其余為錫(Sn)。
上述成分配比得到的“含鈰的無(wú)鉛釬料”固相線(xiàn)溫度在230℃左右、液相線(xiàn)溫度在235℃左右(考慮了實(shí)驗(yàn)誤差)，配合市售釬劑(助焊劑)，在紫銅、黃銅以及PCB基板上的潤(rùn)濕性、鋪展性能優(yōu)良。
具體實(shí)施例方式
二十按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比，其成分為0.5％銅(Cu)，0.2％鎳(Ni)，0.02％鉛(Pb)，0.03％鈰(Ce)，其余為錫(Sn)。
上述成分配比得到的“含鈰的無(wú)鉛釬料”固相線(xiàn)溫度在230℃左右、液相線(xiàn)溫度在235C左右(考慮了實(shí)驗(yàn)誤差)，配合市售釬劑(助焊劑)，在紫銅、黃銅以及PCB基板上的潤(rùn)濕性、鋪展性能優(yōu)良。
具體實(shí)施例方式
二十一按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比，其成分為0.7％銅(Cu)，0.1％鎳(Ni)，0.02％鉛(Pb)，0.03％鈰(Ce)，其余為錫(Sn)。
上述成分配比得到的“含鈰的無(wú)鉛釬料”固相線(xiàn)溫度在230℃左右、液相線(xiàn)溫度在235℃左右(考慮了實(shí)驗(yàn)誤差)，配合市售釬劑(助焊劑)，在紫銅、黃銅以及PCB基板上的潤(rùn)濕性、鋪展性能優(yōu)良。
權(quán)利要求
1.一種含鈰的無(wú)鉛釬料，其特征在于，按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比是0.08％～3.0％的銅(Cu)，0.01％～1.6％的鎳(Ni)，0.005％～0.2％的鉛(Pb)，0.001％～0.10％的鈰(Ce)，其余為錫(Sn)。
全文摘要
一種含鈰的無(wú)鉛釬料，屬于釬焊材料。此無(wú)鉛釬料的化學(xué)成分(質(zhì)量百分?jǐn)?shù))是0.08％～3.0％的銅(Cu)，0.01％～1.6％的鎳(Ni)，0.005％～0.2％的鉛(Pb)，0.001％～0.10％的鈰(Ce)，其余為錫(Sn)。使用市售的電解銅、金屬鎳、錫錠、鉛錠、金屬鈰，按需要配比，采用常規(guī)的制造工藝冶煉、澆鑄，即可得到棒材。通過(guò)擠壓、拉拔，即得到所需要的釬料絲材。根據(jù)生產(chǎn)需要，可將金屬鎳、電解銅、金屬鈰預(yù)先冶煉成合金，然后加入錫－銅－鉛合金中冶煉、澆鑄，即可得到棒材。通過(guò)擠壓、拉拔，即得到所需要的釬料絲材。本無(wú)鉛釬料具有潤(rùn)濕性、鋪展性及釬縫力學(xué)性能良好的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)B23K35/26GK1792539SQ20051002256
公開(kāi)日2006年6月28日 申請(qǐng)日期2005年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月23日
發(fā)明者薛松柏 申請(qǐng)人:南京航空航天大學(xué)