[发明专利]无铅焊料合金及其应用

说明书

本发明提供两种无铅焊料合金配方及其应用，本发明的无铅焊料合金，该合金主要由锡、铟以及不可避免的杂质组成，可以进一步的包含铜、银、铁、铝等元素的任意一种，两种，三种乃至全部。本发明提供的无铅焊料合金环保，具有较高的液相线温度和固相线温度，可以承受较高的工作环境温度，同时在焊接时展现较佳的流动性和浸润性，用于电子元器件连接件焊接在汽车后风挡玻璃电接触表面上，可提供极佳的连接性能。

技术领域

本发明属于无铅焊料技术领域，更具体地，涉及环保型的用于玻璃的无铅焊料组合物。

背景技术

汽车的风窗玻璃和后风挡玻璃往往要承载一些必要的功能，例如，除雾除霜和无线电天线等功能。

为了向车窗提供这些类型的功能，首先需要将金属涂层(主要成分为银浆)印刷在玻璃上，作为电接触表面，起到电信号传输功能；同时还需要向玻璃窗提供稳定的电压，就要有相应的电连接件作为接头焊接到电接触表面。

最初，电连接件都是通过有铅焊料焊接到电接触表面上的。由于有铅焊料具有焊锡流动性好、焊接设备要求低、价格便宜的优点，被广泛应用于电连接件和玻璃(金属涂层)之间的焊接。然而，由于其涉及到环境问题，欧盟出台2000/53/EG规定，对整车中电子元器件和电子连接件使用的焊料中的铅、汞、镉和铬等有害物质进行了明确限制。韩国日本都颁布了类似的法规，中国相关法案已经在草拟中，预计在2020年全面实施，因此，有铅焊料被无铅焊料取代成为一种趋势。

已知的无铅焊料合金，主要来自于电子行业，主流为锡银系合金。一方面，这些无铅焊料合金易于制造且价格低廉，从而成为无铅焊料的首选；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，玻璃和电连接件(多为铜材质)属于热膨胀系数区别很大的两种材料，无铅焊料合金通过高温熔融后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，在相对较大的温度波动情况下或者外力击打情况下会致使玻璃破裂，连接件脱落。

在本领域，亟需开发一种能够耐受汽车行业所要求的环境温度，且能满足汽车行业所有性能要求的环保型无铅焊料。

发明内容

本发明提供两种环保的无铅焊料合金，具有较高的液相线温度和固相线温度，在承受较高的工作环境温度的情况下，还可以在焊接时保持良好的流动性，最终实现极佳的焊接强度。

本发明第一方面提供两种无铅焊料合金，按质量百分比计，采用的技术方案分别如下：

第一种无铅焊料合金含有铟60％～95％，余量为锡和不可避免的杂质。

优选的实施方案中，所述铟的质量百分比为75～91％

优选的实施方案中，所述锡的质量百分比为9～25％，

优选的实施方案中，可以进一步的包含1％～4.5％的银，

优选的实施方案中，可以进一步的包含0.3％～2％的铜，

优选的实施方案中，可以进一步的包含0.03％～1％的铁，

优选的实施方案中，可以进一步的包含0.03％～1％的铝，

优选的实施方案中还可以进一步的包含0～1％的镍，0～1％的锌,0～1％的铋。

第二种无铅焊料合金含有锡70％～95％，余量为铟和不可避免的杂质。

优选的实施方案中，所述锡的质量百分比为75％～85％

优选的实施方案中，所述铟的质量百分比为15％～25％，

优选的实施方案中，可以进一步的包含4.5％～10％的银，