[发明专利]一种锌系高温无铅焊锡及其生产方法

说明书

一种锌系高温无铅焊锡，包含重量百分为50%～80%的锌，还包含有铝、铋、钯、镍、锗或磷中的任意一种或任意两种作为附加微量元素，且上述附加微量元素的重量百分比分别为：铝0～0.09%，铋0～3%，钯0～0.08%，镍0～0.05%，锗0～0.006%或磷0～0.03%，余量为锡。本发明的焊锡可实现良好的焊接效果，在大额定电流保险丝管后续保护电路熔断时，保险丝管端帽内的焊料不溢出管体外。

技术领域

本发明涉及保险丝中的焊锡，具体的说是指一种锌系高温无铅焊锡。

背景技术

随着电子电器设备及元器件小型化、同时功率提高的发展趋势，需要电子元件如保险丝管等的额定电流不断提升。保险丝管的端帽和可熔体金属线的焊接是采用焊料钎焊，当保险丝管应用中实施过载保护熔断前夕，由于保险丝管内的可熔体金属丝会保持一定时间高温直至熔断，电流越大其产生热量多，这样容易出现在保险丝管熔断时端帽内将可熔体金属丝和端帽焊接在一起的焊料被熔化并从管体和端帽的间隙流淌出来，甚至滴落到外部电路板的现象，这将带来损坏其他器件，使得保险丝管分断不安全。因而需要高熔点的焊锡，虽然上述的问题采用含铅85％以上的高温焊锡(如含铅90％的铅锡高铅高温焊锡等)可以解决一部分，但毕竟含铅，不环保、不利于广泛应用。其次一些更大额定电流的保险丝如额定电流30A-50A的保险丝管，由于熔断阶段产热量更大，即使高铅的高温焊锡也无法胜任。对于大额定电流的保险丝管，需要焊料的熔点更高、并对于表面材质为镍或银或锡等焊接面铺展性和湿润性良好、并保险丝熔断保护时焊锡也不会流出保险丝管体的要求。

对于锌锡焊料，目前只有含锌9％左右的锌锡共晶成分的熔点较低的有被研究使用，少量中温锡锌焊锡，如中国专利申请号为201510454138.3所述的锡锌铜系焊锡，其熔点又太高，在四百多度以上，造成焊接温度过高、焊接生产过程能耗大；且其含有高熔点的铜，其合金强度很高，现有常规焊锡厂的焊锡拉丝设备难以胜任高强度合金金属的挤压拉丝生产，勉强生产也常出现拉丝断裂情况。

市面上已有的超塑性的锌铝焊锡，其含铝量大都在5-15％之间，其主要适合铝及其合金焊接，而对于基材为镍或银或镀镍、镀银或镀锡等电子零件材料而言，该高铝含量的焊料其影响铺展性和湿润性，并不适合基材为镍或银或镀镍、镀银或镀锡等电子元件的焊接生产。一些电路板和电子元件焊接用的焊锡膏的金属成分中，除了主要元素锡和(或)锌外，为提高抗氧化性也加了少许元素如铋、银、铜、铝、镍、稀土等等，但这些焊锡膏焊料一方面并非合金，只是各金属粉末的混合物，其次造价高、再有就是焊锡膏材料保质期较短，长期保存会由于金属粉体氧化而失去良好的焊接性能，且这类焊料熔点较低，对于很多电子元件本身的焊接制造也并不适合。

对于液相点355-385℃锌基的锌锡为基材的焊料目前没有应用于电子元件焊接的先例，是个空白区域，同时高锌的锌锡焊料熔化后易氧化、从而其湿润性和铺展性均不佳，难以应用于保险丝管等各种电子元件的焊接，即使应用也需要配合特殊的助焊剂及特殊的焊接设备来保证焊接可靠性才行。

有鉴于此，本发明人针对上述焊锡的结构设计上未臻完善所导致的诸多缺失及不便，而深入构思，且积极研究改良试做而开发设计出本创作。

发明内容

本发明的目的在于提供一种锌系高温无铅焊锡，其可实现良好的焊接效果，在大额定电流保险丝管后续保护电路熔断时，保险丝管端帽内的焊料不会重熔流淌到管体外。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种锌系高温无铅焊锡，包含重量百分为50％～80％的锌，还包含有铝、铋、钯、镍、锗或磷中的任意一种或任意两种作为附加微量元素，且上述附加微量元素的重量百分比分别为：铝0～0.09％，铋0～3％，钯0～0.08％，镍0～0.05％，锗0～0.006％或磷0～0.03％，余量为锡。

进一步，铝的重量百分比为0.01～0.09％。

进一步，铋的重量百分比为0.6～3％。