[发明专利]无铅焊料合金及其制备方法和应用、玻璃组件

说明书

本发明提供一种无铅焊料合金，属于焊料合金技术领域，该无铅焊料合金的组分及其质量百分比为铟In：60％～64％，银Ag：3.65％～7.35％，铜Cu：0.01％～5％，钛Ti：0.03％～4％，余量为锡Sn。本发明的无铅焊料合金强度和延展性方面的性能优越，焊接应力小，尤其适合在玻璃上焊接应用。

技术领域

本发明属于无铅焊料技术领域，涉及一种无铅焊料合金及其制备方法和应用、使用该无铅焊料合金的玻璃组件。

背景技术

有铅焊料在焊接时具有焊锡扩散性好、熔点低、价格便宜的优点，然而，由于欧盟2002/95/EG等规定，整车中电子元器件和电子连接件使用的焊料对铅、汞、镉和铬等有害物质有明确限制；韩国也颁布了类似的法规，美国日本也都在跟进。因此，无铅焊料取代有铅焊料成为一种趋势。

已知的无铅焊料合金，例如，高锡无铅焊料，尤其不适于应用在玻璃上；一方面，这些无铅焊料合金不能获得高粘合强度；另一方面，这些无铅焊料合金具有较差的塑性形变特性，容易产生较大的焊接应力，例如，玻璃和类似铜舌片属于热膨胀系数区别很大的两种材料，无铅焊料合金将玻璃和电子元器件的连接件焊接在一起后，在随后的冷却过程中，由于该焊料具有较差的塑性变形，不能抵消电子元器件的连接件和玻璃之间产生的应力，从而，产生焊接应力，在相对较大的温度波动情况下该焊接应力会致使玻璃破裂。

发明内容

为克服以上不足的至少一个方面，本发明提供以下技术方案。

按照本发明的一方面，提供一种无铅焊料合金，其特征在于，该无铅焊料合金的组分及其质量百分比为铟In：60％～64％，银Ag：3.65％～7.35％，铜Cu：0.01％～5％，钛Ti：0.03％～4％，余量为锡Sn。

进一步，一实施例的无铅焊料合金的组分中还包含铋Bi，其质量百分比为0.03％～2％。

进一步，一实施例的无铅焊料合金的组分中还包含钴Co，其质量百分比为0.01％～2％。

按照本发明的又一方面，提供一种以上所述的无铅焊料合金的制备方法，其包括步骤：

（a）向熔炉中加入锡金属，加热至锡金属完全熔化；

（b）根据所述无铅焊料合金的组分和含量向所述熔炉中加入相应量的钛金属，并且搅拌均匀；

（c）将所述熔炉升温至约1600±50°F，停止加热；

（d）根据所述无铅焊料合金的组分和含量向所述熔炉中加入相应量的铜金属、银金属和铟金属，搅拌均匀并使它们完全熔化；

（e）将所述熔炉在380±20°F加热一段时间以平衡所述熔炉内的金属溶液；以及

（f）将所述熔炉内金属溶液倒出进行浇铸，冷却形成合金坯料。

在一实施例中，在所述（d）步骤中，根据所述无铅焊料合金的组分和含量向所述熔炉中加入相应量的钴金属。

在一实施例中，在所述（e）步骤中，加热时间可以为4分钟至6分钟。

在之前任一实施例的制备方法中，还包括在所述（d）步骤之后的步骤：

（d1）将所述熔炉升温至约1600±50°F，停止加热；以及

（d2）根据所述无铅焊料合金的组分和含量向所述熔炉中加入相应量的铋金属，搅拌均匀并使其完全熔化。

在之前任一实施例的制备方法中，在所述（f）步骤之后还包括步骤：

（g）将所述合金坯料进行挤压以挤压出焊料合金丝线；和

（h）对所述焊料合金丝线进行拉丝处理。