[发明专利]一种抗氧化锡铜系合金钎料

说明书

技术领域

本发明涉及一种抗氧化锡铜系合金钎料，属于焊接材料技术领域。

背景技术

随着电子工业的迅速发展，对电子产品的要求越来越高，电子产品所用的焊料种类很多，现有的无铅焊料多数为Sn-Ag、Sn-Cu、Sn-Ag-Cu合金等，其缺点是Sn-Cu熔点较高，Sn-Ag及Sn-Ag-Cu中Ag含量较高，导致合金成本较高。另一方面，合金在焊接熔化过程中，不可避免的会产生金属氧化物废渣，造成了大量的原料损失。如我国每年在电子无铅焊料中使用的锡铜合金数量就达10多万吨，在焊接过程中产生15％的氧化渣，经济损耗达数十亿元；另外，由于产生的氧化渣在焊接或熔化过程中会形成夹渣、氧化膜从而造成产品的理化性能降低，也会造成合金的加工工艺性能降低，影响焊点的焊缝强度、导电性、可焊性等性能。因此，如何解决在焊接熔化过程中防止金属氧化物的产生，又能够使焊接时具有较好的助焊效果直接关系到行业的发展。现有常规一般另外提供助焊剂，而常规的助焊剂一般采用制备成液体助焊剂，但采用液体助焊剂不易于存放。如中国专利(授权公告号：CN101700606B)公开了一种低银含量的锡银铜混合稀土系无铅钎料，无铅钎料由以下重量百分比的组分组成：Ag：0.1％～2.0％；Cu：0.2％～2.5％；混合稀土：0.1％～3.0％；其余为Sn和难以避免的杂质元素。其改善SnAgCu合金显微组织、金属间化合物尺寸，提高力学及抗蠕变性能。在低银含量的锡银铜混合稀土系无铅钎料添加混合稀土金属的优点是，性能优异，价格低廉。但在使用过程中仍需采用助焊剂才能很好的解决焊接过程中产生的焊渣、氧化渣等问题。

发明内容

本发明针对以上现有技术中存在的问题，提供一种抗氧化锡铜系合金钎料，解决的问题是如何减少焊渣的产生量和提高钎料的抗氧化性能，实现提高抗拉强度、可焊性以及延伸率的效果。

本发明的目的是通过以下技术得以实现的，一种抗氧化锡铜系合金钎料，该合金钎料包括以下成分的质量百分比：

Ag：0％～1.0％；Cu：0.1％～1.0％；抗氧化助焊材料：0.01％～3.0％；余量为Sn和不可避免的杂质元素。

本发明抗氧化锡铜系合金钎料，由于钎料中的Cu和Sn之间能够形成Cu₃Sn₅共晶微细弥散相而获得很高的初期强度，但是，当温度超过100℃时，弥散相会变粗大，因此，为了改善本发明的钎料的可靠性，可以通过加入Ag元素来改善钎料的性能，细化弥散相，并通过加入Ag能够提高钎料对不锈钢和硬质合金的润湿性能和改善钎料的塑性；同时，加入的Cu和Ag还能够提高合金钎料的机械性能。但另一方面，由于直接采用该钎料在焊接过程中易被氧化而产生焊渣和氧化渣等影响产生的性能，通过在钎料中添加抗氧化助焊材料，提高抗氧化保护作用和防止空气及其环境对钎料的氧化腐蚀作用，提高了钎料的抗氧化性能，从而减少的焊渣和氧化渣的产生，从而使产品具有较好的性能，提高了抗拉强度、导电率、可焊性以及延伸率等。

在上述抗氧化锡铜系合金钎料中，作为优选，所述Cu的质量百分比为0.2％～0.8％。能够进一步改善钎料的性能，提高抗拉强度的作用。

在上述抗氧化锡铜系合金钎料中，作为优选，所述Ag的质量百分比为0.1％～0.8％。能够更好的改善钎料的塑性和润湿性能。

在上述抗氧化锡铜系合金钎料中，作为优选，所述抗氧化助焊材料主要由以下质量百分比的原料制成：

稀土添加剂：30％～70％；有机酸：2.0％～10％；氯化铵3.0％～10％；氟化铵1.0％～5.0％；乙酸乙酯：1.0％～5.0％；助溶剂：20％～40％。通过加入上述助焊材料能够减少焊渣和氧化渣的产生，提高抗氧化性能，使金属在熔化过程中达到纯净、无杂质、无氧化物，能够清除原材料金属内部的渣和氧化物，从而达到有效清渣的同时，又使产品的成本降低，还能提高产品的质量，使最终得到的产品具有较好的性能。上述所述稀土添加剂至少含有氯化镧或氯化铈，且还含有选自氟化钇、氟化钪和氟化钆中的一种或几种。能够使焊接过程中更容易熔化，明显改善了焊接性能，提高了可焊性，焊点饱满、光亮，同时也增加了电路板焊接的机械性能，减少了虚焊和脱焊的不良率。