CN111250893A - 一种无铅焊料、其制备方法、其应用及金属端子 - Google Patents

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Abstract

本发明适用于焊接技术领域，提供了一种无铅焊料、其制备方法、其应用及金属端子，该无铅焊料包括以下按照质量分数计的组分：铟65.9％～74.9％、锡25.05％～29.65％、银0.01％～4.95％、铜0.01％～1％、铋0.01％～2％、锌0.01％～2％、锑0.01％～2％，各组分的质量分数之和为100％。本发明提供的无铅焊料的熔化温度低，其制作工艺简单，可靠性高，适用于汽车玻璃电气连接件的焊接及电子元器件的低温焊接，可很好地改善汽车玻璃在电气元件焊接时或焊接后，存在的微裂纹或开裂的现象。

Description

一种无铅焊料、其制备方法、其应用及金属端子
技术领域
本发明属于焊接技术领域，尤其涉及一种无铅焊料、其制备方法、其应用及金属端子。
背景技术
汽车工业各相关技术高度发展，操作便利性和舒适性越来越高，同时人们也愈加关注身体健康和环境安全，因此含铅的汽车零部件产品进一步被限制使用。
目前，各种无铅焊料已被广泛应用，但是由于无铅焊料合金中铅成分缺失，机械强度、焊点质量稳定性都有不同程度下降。同时，由于一般汽车玻璃用无铅焊料合金的焊接温度偏高，导致应用在汽车玻璃时，存在玻璃容易产生微裂纹或开裂的问题。譬如，目前常见的无铅焊料主要是Sn-Ag-Cu系，Sn-Ag系合金，其应用于汽车玻璃上电气元件焊接时，玻璃容易产生微裂纹或者开裂等质量缺陷，其主要原因是该类型的无铅焊料的熔点较高，当电气元件基材(如铜)与汽车玻璃导电金属层(如银浆层)焊接时，此类无铅焊料会产生较高的内应力。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种无铅焊料的制备方法，旨在解决背景技术中提出的问题。
本发明实施例是这样实现的，一种无铅焊料，包括以下按照质量分数计的组分：铟65.9％～74.9％、锡25.05％～29.65％、银0.01％～4.95％、铜0.01％～1％、铋0.01％～2％、锌0.01％～2％、锑0.01％～2％，各组分的质量分数之和为100％。
本发明实施例的另一目的在于提供一种上述的无铅焊料的制备方法，其包括以下步骤：
按照上述质量分数，称取铟、锡、银、铜、铋、锌、锑，备用；
将锡加热至熔融状态后，停止加热，并同时加入铜、银、铟、锑、铋进行搅拌，得到混合物A；
将混合物A加热至700～800℃后，停止加热，并加入锌进行搅拌，得到混合物B；
将混合物B进行浇铸成型处理，得到所述无铅焊料。
作为本发明实施例的一个优选方案，所述步骤中，浇铸成型处理的温度为250～350℃。
本发明实施例的另一目的在于提供一种采用上述制备方法制得的无铅焊料。
本发明实施例的另一目的在于提供一种上述无铅焊料在汽车玻璃焊接中的应用。
本发明实施例的另一目的在于提供一种金属端子，所述金属端子上设有上述的无铅焊料。
作为本发明实施例的另一个优选方案，所述金属端子的制备方法包括以下步骤：
将所述无铅焊料置于导电基材上，并加热至可流动状态后，再经自然冷却，得到半成品；
将所述半成品进行成型加工，得到所述金属端子。
作为本发明实施例的另一个优选方案，所述导电基材为铜材质。
本发明实施例提供的一种无铅焊料，熔化温度低，其制作工艺简单，可靠性高，适用于汽车玻璃电气连接件的焊接及电子元器件的低温焊接，可很好地改善汽车玻璃在电气元件焊接时或焊接后，存在的微裂纹或开裂的现象。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种金属端子的结构示意图。
图中，1-金属端子本体、2-无铅焊料。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
该实施例提供了一种无铅焊料，其包括以下步骤：
(1)称取铟65.9g、锡29.65g、银0.11g、铜0.01g、铋2g、锌2g、锑0.33g，备用。
(2)将锡加热至熔融状态后，停止加热，并同时加入铜、银、铟、锑、铋进行搅拌18min，得到混合物A。
(3)将混合物A加热至700℃后，停止加热，并加入锌进行搅拌至锌熔化，得到混合物B。
(4)将混合物B加热至250℃并保持5min后，进行浇铸成型处理，得到所述无铅焊料。
实施例2
该实施例提供了一种无铅焊料，其包括以下步骤：
(1)称取铟74.9g、锡25.05g、银0.01g、铜0.01g、铋0.01g、锌0.01g、锑0.01g，备用。
(2)将锡加热至熔融状态后，停止加热，并同时加入铜、银、铟、锑、铋进行搅拌28min，得到混合物A。
(3)将混合物A加热至800℃后，停止加热，并加入锌进行搅拌至锌熔化，得到混合物B。
(4)将混合物B加热至350℃并保持5min后，进行浇铸成型处理，得到所述无铅焊料。
实施例3
该实施例提供了一种无铅焊料，其包括以下步骤：
(1)称取铟65.9g、锡25.05g、银4.94g、铜0.1g、铋0.01g、锌2g、锑2g，备用。
(2)将锡加热至熔融状态后，停止加热，并同时加入铜、银、铟、锑、铋进行搅拌25min，得到混合物A。
(3)将混合物A加热至750℃后，停止加热，并加入锌进行搅拌至锌熔化，得到混合物B。
(4)将混合物B加热至300℃并保持5min后，进行浇铸成型处理，得到所述无铅焊料。
实施例4
该实施例提供了一种无铅焊料，其包括以下步骤：
(1)称取铟65.9g、锡25.05g、银4.94g、铜0.1g、铋2g、锌0.01g、锑2g，备用。
(2)将锡加热至熔融状态后，停止加热，并同时加入铜、银、铟、锑、铋进行搅拌25min，得到混合物A。
(3)将混合物A加热至750℃后，停止加热，并加入锌进行搅拌至锌熔化，得到混合物B。
(4)将混合物B加热至300℃并保持5min后，进行浇铸成型处理，得到所述无铅焊料。
实施例5
该实施例提供了一种无铅焊料，其包括以下步骤：
(1)称取铟70g、锡26g、银1g、铜1g、铋0.5g、锌0.5g、锑1g，备用。
(2)将锡加热至熔融状态后，停止加热，并同时加入铜、银、铟、锑、铋进行搅拌28min，得到混合物A。
(3)将混合物A加热至700℃后，停止加热，并加入锌进行搅拌至锌熔化，得到混合物B。
(4)将混合物B加热至350℃并保持5min后，进行浇铸成型处理，得到所述无铅焊料。
实施例6
该实施例提供了一种无铅焊料，其包括以下步骤：
(1)称取铟66g、锡27g、银4g、铜1g、铋0.5g、锌0.5g、锑1g，备用。
(2)将锡加热至熔融状态后，停止加热，并同时加入铜、银、铟、锑、铋进行搅拌25min，得到混合物A。
(3)将混合物A加热至750℃后，停止加热，并加入锌进行搅拌至锌熔化，得到混合物B。
(4)将混合物B加热至300℃并保持5min后，进行浇铸成型处理，得到所述无铅焊料。
实施例7
该实施例提供了一种无铅焊料，其包括以下步骤：
(1)称取铟70g、锡26g、银2g、铜0.5g、铋0.5g、锌0.5g、锑0.5g，备用。
(2)将锡加热至熔融状态后，停止加热，并同时加入铜、银、铟、锑、铋进行搅拌25min，得到混合物A。
(3)将混合物A加热至750℃后，停止加热，并加入锌进行搅拌至锌熔化，得到混合物B。
(4)将混合物B加热至300℃并保持5min后，进行浇铸成型处理，得到所述无铅焊料。
实施例8
该实施例提供了一种无铅焊料，其包括以下步骤：
(1)称取铟72g、锡25.5g、银0.5g、铜0.5g、铋0.5g、锌0.5g、锑0.5g，备用。
(2)将锡加热至熔融状态后，停止加热，并同时加入铜、银、铟、锑、铋进行搅拌25min，得到混合物A。
(3)将混合物A加热至750℃后，停止加热，并加入锌进行搅拌至锌熔化，得到混合物B。
(4)将混合物B加热至300℃并保持5min后，进行浇铸成型处理，得到所述无铅焊料。
实施例9
如附图1所示，该实施例提供一种金属端子，其包括金属端子本体1，所述金属端子本体1上附着有无铅焊料2，所述无铅焊料2为上述实施例7所提供的无铅焊料，以提供焊接时的便利性和质量可靠性。
具体的，该金属端子的制备方法包括以下步骤：
(1)将实施例7所提供的无铅焊料置于铜材质的导电基材上，并可通过火焰、电阻加热炉、热风或电磁感应加热等方式加热至可流动状态后，再经自然冷却，得到半成品；其中，该无铅焊料与铜的结合较好，另外，为提高无铅焊料与铜材的浸润性，可在无铅焊料与导电基材之间加入助焊剂。
(2)将上述半成品通过现有常见的冲压等工艺进行成型加工，即可得到所述金属端子。
对比例1
该对比例1提供了一种现有市售的无铅焊料，其型号为SAC305。
分别将上述实施例6～8和对比例1提供的无铅焊料参考标准GB/T 1425-1996进行熔化温度检测，其检测结果如下表1所示。
表1
组别 熔化温度(℃)
实施例6 111～128
实施例7 117～131
实施例8 123～134
对比例1 218
从上表1可以看出，相比于现有的无铅焊料，本发明实施例提供的无铅焊料的熔化温度低，其可以很好地改善了汽车玻璃在电气元件焊接时或焊接后，存在的微裂纹或开裂的现象。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种无铅焊料，其特征在于，包括以下按照质量分数计的组分：铟65.9％～74.9％、锡25.05％～29.65％、银0.01％～4.95％、铜0.01％～1％、铋0.01％～2％、锌0.01％～2％、锑0.01％～2％，各组分的质量分数之和为100％。
2.一种如权利要求1所述的无铅焊料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
按照上述质量分数，称取铟、锡、银、铜、铋、锌、锑，备用；
将锡加热至熔融状态后，停止加热，并同时加入铜、银、铟、锑、铋进行搅拌，得到混合物A；
将混合物A加热至700～800℃后，停止加热，并加入锌进行搅拌，得到混合物B；
将混合物B进行浇铸成型处理，得到所述无铅焊料。
3.根据权利要求2所述的一种无铅焊料的制备方法，其特征在于，所述步骤中，浇铸成型处理的温度为250～350℃。
4.一种如权利要求2或3所述制备方法制得的无铅焊料。
5.一种如权利要求1和权利要求4中任一项所述的无铅焊料在汽车玻璃焊接中的应用。
6.一种金属端子，其特征在于，所述金属端子上设有如权利要求1和权利要求4中任一项所述的无铅焊料。
7.根据权利要求6所述的一种金属端子，其特征在于，所述金属端子的制备方法包括以下步骤：
将所述无铅焊料置于导电基材上，并加热至可流动状态后，再经自然冷却，得到半成品；
将所述半成品进行成型加工，得到所述金属端子。
8.根据权利要求7所述的一种金属端子，其特征在于，所述导电基材为铜材质。
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