CN109128580A - 一种无铅真空封接焊料及其制备方法 - Google Patents

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诸培星
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    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
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    • B23K35/36—Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings, fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest
    • B23K35/362—Selection of compositions of fluxes
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Abstract

本发明公开一种无铅真空封接焊料，包括如下组分：三氧化二铋60～80份；氧化硼6～16份；二氧化硅1～2份；氧化铝4～5份；各组分以重量份计。本发明中采用全新的配方制成焊料，生产和使用中杜绝了铅或铅氧化物的使用，且各组分中，三氧化二铋不溶于水和碱，无气味，在空气中稳定，二氧化硅，不溶于水，不溶于酸，氧化铝不溶于水及非极性有机溶剂，具有强吸附力和催化活性，用料环保，确保焊料的生产和使用不会产生毒性，满足保温杯封接的环保要求。

Description

一种无铅真空封接焊料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种焊料，具体是一种用于真空封接的焊料。
背景技术
焊料是用于填加到焊缝、堆焊层和钎缝中的金属合金材料的总称。包括焊丝(welding wire)、焊条(welding rod)、钎料(brazing and soldering alloy)等。熔焊用焊料的熔化温度通常不低于母材的固相线，其化学成分、力学、热学特性都和母材比较接近，如各种焊条、药芯焊丝等。焊缝强度常不低于母材本身；而钎料的熔化温度必须低于母材的固相线，其化学成分常与母材相去较远，钎缝纤细，尺寸精密，但钎缝强度多数不及母材本身，抗蚀性也较差。焊料在使用时如电弧焊，温度常超过母材和焊料本身许多，无软硬之分；而钎料中的硬钎料，如铜锌料(铜锌合金)，银钎料(银铜合金)的钎焊接头强度较大，主要用于连接强度要求较高的金属构件，而软钎料如焊锡(锡铅为主的合金)焊成接头强度较小，主要用于连接不过分要求强度的小接头，如电子仪器、仪表、家电电子线路的接头。
焊料有多种型号，根据熔点不同可分为硬焊料和软焊料；根据组成成分不同可分为锡铅焊料、银焊料、铜焊料等。在真空封装领域中，目前常用的焊料大多是以铅基玻璃为主要材料。以铅基玻璃为主要材料制成的焊料在生产及使用过程中会产生铅污染，并且焊料本身会对产品质量造成影响，存在潜在风险，使最终产品的整体铅含量更高。
发明内容
发明目的：本发明目的在于针对现有技术的不足，提供一种适合真空封接使用的无铅焊料，同时符合保温杯对无铅的要求；
本发明的另一目的在于提供该无铅焊料的制备方法。
技术方案：本发明所述无铅真空封接焊料包括如下组分：
三氧化二铋 60～80份；
氧化硼 6～16份；
二氧化硅 1～2份；
氧化铝 4～5份；
各组分以重量份计。
本发明进一步优选地技术方案为，所述无铅真空封接焊料包括如下组分：
三氧化二铋 70份；
氧化硼 10份；
二氧化硅 2份；
氧化铝 4份；
各组分以重量份计。
优选地，所述三氧化二铋为α型三氧化二铋粉末。
优选地，所述氧化铝为γ型氧化铝。
本发明所述无铅真空封接焊料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将各组分材料按重量比例配好，放入混料机中进行混料，15～25分钟后取出待用；
(2)将混和完成的混料放入坩埚中，在950～1150℃条件下，将混料熔融20～25分钟；
(3)从坩埚内倒出熔料，并轧成片状，根据封接需要，将片状焊料破碎成合适形状。
优选地，步骤(2)中采用铂金坩埚熔融混料。
有益效果：(1)本发明中采用全新的配方制成焊料，生产和使用中杜绝了铅或铅氧化物的使用，且各组分中，三氧化二铋不溶于水和碱，无气味，在空气中稳定，二氧化硅，不溶于水，不溶于酸，氧化铝不溶于水及非极性有机溶剂，具有强吸附力和催化活性，用料环保，确保焊料的生产和使用不会产生毒性，满足保温杯封接的环保要求；
(2)本发明中三氧化二铋的熔点为825℃，氧化硼能与铋的氧化物完全混溶，用作焊料的助熔剂，二氧化硅作为熔剂，氧化铝具有强吸附力和催化活性，作为吸附剂和催化剂，能够使焊料在较低温度下满足封接的使用要求，且封接表面光滑，牢固度可靠。
具体实施方式
下面对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。
实施例1：一种无铅真空封接焊料，包括如下组分：
α型三氧化二铋 60份；
氧化硼 6份；
二氧化硅 1份；
γ型氧化铝 4份；
各组分以重量份计。
该无铅真空封接焊料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将各组分材料按重量比例配好，放入混料机中进行混料，15分钟后取出待用；
(2)将混和完成的混料放入铂金坩埚中，在950℃条件下，将混料熔融20分钟；
(3)从坩埚内倒出熔料，并轧成片状，根据封接需要，将片状焊料破碎成合适形状。
实施例2：一种无铅真空封接焊料，包括如下组分：
α型三氧化二铋 80份；
氧化硼 16份；
二氧化硅 2份；
γ型氧化铝 5份；
各组分以重量份计。
该无铅真空封接焊料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将各组分材料按重量比例配好，放入混料机中进行混料，25分钟后取出待用；
(2)将混和完成的混料放入铂金坩埚中，在1150℃条件下，将混料熔融25分钟；
(3)从坩埚内倒出熔料，并轧成片状，根据封接需要，将片状焊料破碎成合适形状。
实施例3：一种无铅真空封接焊料，包括如下组分：
α型三氧化二铋 70份；
氧化硼 10份；
二氧化硅 2份；
γ型氧化铝 4份；
各组分以重量份计。
该无铅真空封接焊料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将各组分材料按重量比例配好，放入混料机中进行混料，20分钟后取出待用；
(2)将混和完成的混料放入铂金坩埚中，在1100℃下，将混料熔融25分钟；
(3)从坩埚内倒出熔料，并轧成片状，根据封接需要，将片状焊料破碎成合适形状。
实施例1～3与铅基玻璃制得的3组对比例的实验数据对比如表1：
各实施例制得的焊料经测试，无铅焊料在610度左右可达到普通焊料505度时封接效果。
如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。

Claims (6)

1.一种无铅真空封接焊料，其特征在于，包括如下组分：
三氧化二铋 60～80份；
氧化硼 6～16份；
二氧化硅 1～2份；
氧化铝 4～5份；
各组分以重量份计。
2.根据权利要求1所述的无铅真空封接焊料，其特征在于，包括如下组分：
三氧化二铋 70份；
氧化硼 10份；
二氧化硅 2份；
氧化铝 4份；
各组分以重量份计。
3.根据权利要求1所述的无铅真空封接焊料，其特征在于，所述三氧化二铋为α型三氧化二铋粉末。
4.根据权利要求1所述的无铅真空封接焊料，其特征在于，所述氧化铝为γ型氧化铝。
5.一种权利要求1～4任意一项所述无铅真空封接焊料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将各组分材料按重量比例配好，放入混料机中进行混料，15～25分钟后取出待用；
(2)将混和完成的混料放入坩埚中，在950～1150℃条件下，将混料熔融20～25分钟；
(3)从坩埚内倒出熔料，并轧成片状，根据封接需要，将片状焊料破碎成合适形状。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中采用铂金坩埚熔融混料。
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