一種耐海洋性氣候的錫基焊料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種耐海洋性氣候的錫基焊料，還涉及上述錫基焊料的制備方法，屬 于錫焊料合金領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展和人類生活水平的提高，越來(lái)越多的電子電氣設(shè)備需要在海 岸和近海等環(huán)境中使用，高溫、高濕含鹽的海洋性氣氛對(duì)焊料的腐蝕會(huì)影響到相關(guān)設(shè)備的 可靠性。近年來(lái)大量光伏發(fā)電裝置被安放在海岸灘涂或近岸前海中，太陽(yáng)能電池板受到氯 離子侵蝕的威脅不斷增加，焊料發(fā)生表面腐蝕變色、霉變以及脫焊等缺陷的幾率大大增加， 進(jìn)而對(duì)光伏組件的工作壽命產(chǎn)生了不利影響。因此產(chǎn)業(yè)界對(duì)開(kāi)發(fā)新的耐海洋性氣候的焊料 產(chǎn)生了濃厚的興趣，近年來(lái)的研究也呈增加趨勢(shì)。因此一種耐海洋性氣候的錫基焊料的開(kāi) 發(fā)很有必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 發(fā)明目的：本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種耐海洋性氣候的錫基焊料，該 錫基焊料可用于需要在海洋性氣氛下使用的電子器件的焊接。
[0004] 本發(fā)明還要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供上述耐海洋性氣候的錫基焊料的制備方法。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0005] ：為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：
[0006] -種耐海洋性氣候的錫基焊料，包括重量百分比含量為0. 005~0. 20%的Al、重 量百分比含量為0. 005~0. 20%的Ni、重量百分比含量為0. 005~0. 20%的Cr和重量百 分比含量為〇. 005~0. 20%的Sb ;還包括重量百分比含量為37%的Pb或者重量百分比含 量為40%的Bi或者重量百分比含量為0. 7%的Cu ;余量為Sn。
[0007] 其中，所述Al、Ni、Cr和Sb元素的重量百分比含量總和小于或等于0. 25%。
[0008] 上述耐海洋性氣候錫基焊料的制備方法，包括以下步驟：在坩堝爐中熔化所需量 的純錫，將溫度升高至600~700°C往坩堝爐中加入所需量的Sn-3% Cr中間合金，熔清后 降溫至200~300°C，再往坩堝爐中加入所需的Cu元素或Bi元素或Pb元素以及Ni、Sb和 Al元素，待坩堝爐中物料熔融完全后澆鑄成錠即可。
[0009] 有益效果：本發(fā)明耐海洋性錫基焊料通過(guò)在焊料基體中添加微量元素 Al、Ni、Cr 和Sb，能夠有效改善錫基焊料在耐氯離子侵蝕、抗氧化和抗?jié)駸崦棺兎矫娴男阅?，從而降?了錫基焊料發(fā)生表面腐蝕變色、霉變或脫焊的問(wèn)題，進(jìn)而顯著改善了電子裝備在海洋性氣 氛下使用的壽命和可靠性。
[0010] 本發(fā)明錫基焊料通過(guò)在焊料基體中添加 Ni和Cr元素，能夠在焊料基體表面形成 有效阻擋氯離子的氧化層，因此改善了合金的抗鹽霧（氯離子）腐蝕性能，另外Ni元素還 能在焊料基體表面形成富鎳離子層，因此使焊料具有抗霉性能，本發(fā)明錫基焊料通過(guò)在焊 料基體中添加 Al和Sb元素，能夠在焊料基體表面形成致密的氧化膜層，從而能夠減緩焊料 的氧化，維持表面結(jié)構(gòu)的完整性，提高焊料的抗氧化性能。
【具體實(shí)施方式】
[0011] 根據(jù)下述實(shí)施例，可以更好地理解本發(fā)明。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，實(shí) 施例所描述的內(nèi)容僅用于說(shuō)明本發(fā)明，而不應(yīng)當(dāng)也不會(huì)限制權(quán)利要求書中所詳細(xì)描述的本 發(fā)明。
[0012] 實(shí)施例1
[0013] -種耐海洋性氣候的錫基焊料，由以下重量百分比的組分組成：0.7 % Cu、 0· 005% Α1、0· 005% Sb、0. 1% Cr、0. 1% Ni，余量為 Sn。
[0014] 上述耐海洋性氣候的錫基焊料由如下方法制備得到：熔煉時(shí)先在坩堝爐中熔化 所需量的純錫，然后將溫度升高至600°C，再往坩堝爐中加入所需量的Sn-3% Cr中間合金 (預(yù)先制備好的），熔清后降溫至300°C，再往坩堝爐中加入所需的Cu、Ni、Sb和Al元素，待 坩堝爐中物料熔融完全均勻后澆鑄成錠即可。
[0015] 實(shí)施例2
[0016] -種耐海洋性氣候的錫基焊料，由以下重量百分比的組分組成：37% Pb、0. 05% Α1、0· 05% Sb、0. 05% Cr、0. 05% Ni，余量為 Sn。
[0017] 上述耐海洋性氣候的錫基焊料由如下方法制備得到：熔煉時(shí)先在坩堝爐中熔化 所需量的純錫，然后將溫度升高至600°C，再往坩堝爐中加入所需量的Sn-3% Cr中間合金 (預(yù)先制備好的），熔清后降溫至280°C，再往坩堝爐中加入所需的Pb、Ni、Sb和Al元素，待 坩堝爐中物料熔融完全均勻后澆鑄成錠即可。
[0018] 實(shí)施例3
[0019] -種耐海洋性氣候的錫基焊料，由以下重量百分比的組分組成：40% Bi、0. 1% Α1、0· 05% Sb、0. 05% Cr、0. 005% Ni，余量為 Sn。
[0020] 上述耐海洋性氣候的錫基焊料由如下方法制備得到：熔煉時(shí)先在坩堝爐中熔化 所需量的純錫，然后將溫度升高至600°C，再往坩堝爐中加入所需量的Sn-3% Cr中間合金 (預(yù)先制備好的），熔清后降溫至280°C，再往坩堝爐中加入所需的Bi元素、Ni、Sb和Al元 素，待坩堝爐中物料熔融完全均勻后澆鑄成錠即可。
[0021] 實(shí)施例4
[0022] 一種耐海洋性氣候的錫基焊料，由以下重量百分比的組分組成：0. 7% Cu、0. 2% Α1、0· 005% Sb、0. 005% Cr、0. 005% Ni，余量為 Sn。
[0023] 上述耐海洋性氣候的錫基焊料由如下方法制備得到：熔煉時(shí)先在坩堝爐中熔化 所需量的純錫，然后將溫度升高至700°C，再往坩堝爐中加入所需量的Sn-3% Cr中間合金 (預(yù)先制備好的），熔清后降溫至200°C，再往坩堝爐中加入所需的Cu元素、Ni、Sb和Al元 素，待坩堝爐中物料熔融完全均勻后澆鑄成錠即可。
[0024] 對(duì)實(shí)施例1~4制得的錫基焊料以及Sn-40% Bi和Sn-0. 7% Cu分別在同樣的試 驗(yàn)條件下進(jìn)行濕熱試驗(yàn)、鹽霧試驗(yàn)和鹽酸加速試驗(yàn)，各種試驗(yàn)的條件如表1所示，試驗(yàn)結(jié)果 如表2所示；
[0025] 表1濕熱和腐蝕的試驗(yàn)條件：
[0026]
[0027] 表2為各錫基焊料的濕熱和腐蝕試驗(yàn)結(jié)果：
[0030] 由表2可以得知，相比于現(xiàn)有的錫基焊料，本發(fā)明的錫基焊料在添加了 Al、Ni、Cr 和Sb元素后，其在耐濕熱和耐蝕性上都有明顯的改善，進(jìn)而解決了錫基焊料在高溫、高濕 含鹽的海洋性氣氛中容易腐蝕的問(wèn)題。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種耐海洋性氣候的錫基焊料，其特征在于：包括重量百分比含量為0.005~ 0. 20 %的Al、重量百分比含量為0. 005~0. 20 %的Ni、重量百分比含量為0. 005~0. 20% 的Cr和重量百分比含量為0.005~0.20%的Sb;還包括重量百分比含量為37%的Pb或 者重量百分比含量為40%的Bi或者重量百分比含量為0. 7%的Cu;余量為Sn。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐海洋性氣候的錫基焊料，其特征在于：所述Al、Ni、Cr和Sb 元素的重量百分比含量總和小于或等于〇. 25%。3. -種權(quán)利要求1所述的耐海洋性氣候錫基焊料的制備方法，其特征在于：包括以下 步驟：在坩堝爐中熔化所需量的純錫，將溫度升高至600~700°C往坩堝爐中加入所需量的 Sn-3%Cr中間合金，熔清后降溫至200~300°C，再往坩堝爐中加入所需的Cu元素或Bi元 素或Pb元素以及Ni、Sb和Al元素，待坩堝爐中物料熔融完全后澆鑄成錠即可。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種耐海洋性氣候的錫基焊料，包括重量百分比含量為0.005～0.20％的Al、重量百分比含量為0.005～0.20％的Ni、重量百分比含量為0.005～0.20％的Cr和重量百分比含量為0.005～0.20％的Sb；還包括重量百分比含量為37％的Pb或者重量百分比含量為40％的Bi或者重量百分比含量為0.7％的Cu；余量為Sn。本發(fā)明還公開(kāi)了上述耐海洋性氣候錫基焊料的制備方法。本發(fā)明耐海洋性錫基焊料通過(guò)在焊料基體中添加微量元素Al、Ni、Cr和Sb，能夠有效改善錫基焊料在耐氯離子侵蝕、抗氧化和抗?jié)駸崦棺兎矫娴男阅?，從而降低了錫基焊料發(fā)生表面腐蝕變色、霉變或脫焊的問(wèn)題。
【IPC分類】B23K35/26, C22C13/00, C22C1/03, B23K35/40
【公開(kāi)號(hào)】CN105215568
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510654689
【發(fā)明人】薛烽, 陶衛(wèi)建, 周健, 尹宏銳, 李勃, 陳旭, 白晶
【申請(qǐng)人】南京青銳風(fēng)新材料科技有限公司
【公開(kāi)日】2016年1月6日
【申請(qǐng)日】2015年10月10日