[其他]电子元器件引线热涂易焊合金

说明书

本发明是使用热涂法涂覆在电子元器件引线及印制电路板焊盘上的一种易焊合金。

电子整机装联焊接近年来大量使用自动群焊技术，如波峰焊、浸焊再流焊。这种技术对被焊接的电子元器件引线的可焊性及工艺一致性要求很高。目前国内生产的电子元器件的引线上，多是涂覆上一层金、银、锡或锡合金。这样的涂层在经过一段时间的贮存后，可焊性变得很差。有的元器件在还没有出厂时就已经不可焊了，整机厂为此要对引线进行二次刮腿搪锡。这样不仅浪费了大量工时和材料，更重要的是出现大量的虚焊点，从而降低了整机的可靠性、缩短了整机的使用寿命，影响产品的声誉。

本发明是针对上述现状，对可焊性差的引线进行了剖析，找到了可焊性迅速恶化的原因。如热涂锡铜引线，在室温下铜与锡可生成金属间化合物Cu₆Sn₅，且增长很快。在涂层表面因有Cu₆Sn₅相的存在，与锡形成化学原电池，对锡进行电化学腐蚀。若涂覆层不太厚时，化合物Cu₆Sn₅很快长满整个涂层，焊接时所用的助焊剂不能将引线表面生成的氧化物清除掉，因而造成焊料不能润湿引线，也就是不可焊了。

鉴于上述情况，本发明使用了含金属铈的合金。解决了电子元器件引线的可焊性。使用这种易焊合金涂覆的引线经过相当长时间贮存后，其可焊性仍保持良好。

1.易焊合金成分：

易焊合金₁含铅37%，铈57ppm，余量为锡。易焊合金₂含铅37%，铈50ppm，余量为锡。

2.冶炼工艺（一）

①设备：

Ⅰ真空冶炼炉一台。炉温850℃，真空度+30

1×10〈`;-4;`〉乇。

Ⅱ带铸锭的真空冶炼炉一台。炉温250℃，真空度1×10〈`;-4;`〉乇。

Ⅲ真空冶炼炉一台。炉温370℃，真空度1×10〈`;-4;`〉乇。

②冶炼工艺流程：

见图1

③冶炼工艺规范：

Ⅰ原料精炼：

锡：温度370℃;真空度1×10〈`;-4;`〉乇，时间：2-3小时。

铅：温度280℃;真空度1×10〈`;-4;`〉乇，时间2-3小时。

Ⅱ中间合金M1冶炼：

温度可在850℃;真空度1×10〈`;-4;`〉乇，时间2小时。

Ⅲ成品涂料冶炼：

温度可在250℃;真空度1×10〈`;-4;`〉乇，时间1小时。

④中间合金M1的冶炼工艺

冶炼易焊合金时，不能将原材料一齐装进炉。因为金属铈非常活泼，在室温下，干燥的空气中被迅速腐蚀。必须在真空中或纯氩气的保护下冶炼。铈在真空中溅散很厉害，回收率很低。

本发明的易焊合金，在冶炼时，首先将锡与铈冶炼成中间合金M1，再与铅、锡等最终炼成成品。为降低成本并保护冶炼炉，冶炼M1合金应用了“工艺箱”的特殊装置。

“工艺箱”是一个用1Cr18Ni9Ti不锈钢材料制成的带密封盖的金属容器，见图2。使用此“工艺箱”时一定要将原材料装满，尽量减小上层空隙。这样可以提高金属铈的回收率。

3.冶炼工艺（二）

冶炼中间合金M1还可采用纯氩气保护的办法，冶炼时将氩气通入“工艺箱”内，气体压力一般为0.5kg/cm〈`;3;`〉。在高温下使用气体冶炼应注意安全，其它冶炼步骤同冶炼工艺（一）。

4.易焊合金涂覆工艺

①易焊合金₁，适用于紫铜作基材的引线。在涂覆之前，首先在引线上涂覆一层铅基合金作为隔离底层，此种铅基合金含锡10%，铅90%，它能抑制铜在易焊涂层内部扩散并减少在涂覆过程中铜基材向熔融的易焊合金内溶解，从而可延长易焊合金的使用寿命，涂覆时尽量采取快速涂覆，涂覆温度为330℃～370℃。易焊合金₁是含铈的锡铅共晶合金，它用在涂完铅基合金后的第二次涂覆，涂覆时尽量采用低温、快涂，以铅基合金涂层溶解到熔融的易焊合金₁中去，从而延长易焊合金的使用寿命，涂覆温度为210℃～230℃。涂覆时，可使用碱性或中性助焊剂，忌用酸性助焊剂。