專利名稱：電子元器件引線熱涂易焊合金的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是使用熱涂法涂覆在電子元器件引線及印制電路板焊盤上的一種易焊合金。
背景技術(shù)：
電子整機(jī)裝聯(lián)焊接近年來大量使用自動群焊技術(shù)，如波峰焊、浸焊再流焊。這種技術(shù)對被焊接的電子元器件引線的可焊性及工藝一致性要求很高。目前國內(nèi)生產(chǎn)的電子元器件的引線上，多是涂覆上一層金、銀、錫或錫合金。這樣的涂層在經(jīng)過一段時間的貯存后，可焊性變得很差。有的元器件在還沒有出廠時就已經(jīng)不可焊了，整機(jī)廠為此要對引線進(jìn)行二次刮腿搪錫。這樣不僅浪費了大量工時和材料，更重要的是出現(xiàn)大量的虛焊點，從而降低了整機(jī)的可靠性、縮短了整機(jī)的使用壽命，影響產(chǎn)品的聲譽(yù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是針對上述現(xiàn)狀，對可焊性差的引線進(jìn)行了剖析，找到了可焊性迅速惡化的原因。如熱涂錫銅引線，在室溫下銅與錫可生成金屬間化合物Cu6Sn5，且增長很快。在涂層表面因有Cu6Sn5相的存在，與錫形成化學(xué)原電池，對錫進(jìn)行電化學(xué)腐蝕。若涂覆層不太厚時，化合物Cu6Sn5很快長滿整個涂層，焊接時所用的助焊劑不能將引線表面生成的氧化物清除掉，因而造成焊料不能潤濕引線，也就是不可焊了。
鑒于上述情況，本發(fā)明使用了含金屬鈰的合金。解決了電子元器件引線的可焊性。使用這種易焊合金涂覆的引線經(jīng)過相當(dāng)長時間貯存后，其可焊性仍保持良好。
1、易焊合金成分易焊合金含鉛37％，鈰57ppm，余量為錫。易焊合金2含鉛37％，鈰50ppm，余量為錫。
2.冶煉工藝(一)①設(shè)備I真空冶煉爐一臺。爐溫850℃，真空度+30 1×1-4乇。
II帶鑄錠的真空冶煉爐一臺。爐溫250℃，真空度1×1-4乇。
III真空冶煉爐一臺。爐溫370℃，真空度1×10-4乇。
②冶煉工藝流程見圖1③冶煉工藝規(guī)范工原料精煉錫溫度370℃；真空度1×10-4乇，時間2-3小時。
鉛溫度280℃；真空度1×10_4乇，時間2-3小時。
II中問合金M1冶煉溫度可在850。C；真空度1×1-4乇，時間2小時。
III成品涂料冶煉溫度可在250℃；真空度1×10-4乇，時間1小時。
④中間合金M1的冶煉工藝冶煉易焊合金時，不能將原材料一齊裝進(jìn)爐。因為金屬鈰非?；顫?，在室溫下，干燥的空氣中被迅速腐蝕。必須在真空中或純氬氣的保護(hù)下冶煉。鈰在真空中濺散很厲害，回收率很低。
本發(fā)明的易焊合金，在冶煉時，首先將錫與鈰冶煉成中間合金M1，再與鉛、錫等最終煉成成品。為降低成本并保護(hù)冶煉爐，冶煉M1合金應(yīng)用了“工藝箱”的特殊裝置。
“工藝箱”是一個用1Crl 8Ni 9Ti不銹鋼材料制成的帶密封蓋的金屬容器，見圖2。使用此“工藝箱”時一定要將原材料裝滿，盡量減小上層空隙。這樣可以提高金屬鈰的回收率。
3、冶煉工藝(二)冶煉中間合金M1還可采用純氬氣保護(hù)的辦法，冶煉時將氬氣通入“工藝箱”內(nèi)，氣體壓力一般為0.5kg/cm3。在高溫下使用氣體冶煉應(yīng)注意安全，其它冶煉步驟同冶煉工藝(一)。
4、易焊合金涂覆工藝①易焊合金1，適用于紫銅作基材的引線。在涂覆之前，首先在引線上涂覆一層鉛基合金作為隔離底層，此種鉛基合金含錫10％，鉛90％，它能抑制銅在易焊涂層內(nèi)部擴(kuò)散并減少在涂覆過程中銅基材向熔融的易焊合金內(nèi)溶解，從而可延長易焊合金的使用壽命，涂覆時盡量采取快速涂覆，涂覆溫度為量采用低溫、快涂，以鉛基合金涂層溶解到熔融的易焊合金1中去，從而延長易焊合的使用壽命，涂覆溫度為210℃～230℃。涂覆時，可使用堿性或中性助焊劑，忌用酸性助焊劑。
②易焊合金2，它適用于可伐或鎳質(zhì)作基材的引線表面涂覆。涂覆溫度210℃～250℃。使用堿性或中性助焊劑。忌用酸性助焊劑。
本發(fā)明的易焊合金，涂覆在電子元器件引線表面上，具有如下特點
1、涂層在經(jīng)過元器件制造工藝過程后(例如金屬膜電阻)，其可焊性能達(dá)到或超過規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。按照國際電工委員會標(biāo)準(zhǔn)(1)IEC68-2-20國標(biāo)(2)GB242328-82電子工業(yè)部標(biāo)準(zhǔn)SJ2422-83，SJ2421-83等規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)測試方法測定，即經(jīng)過155℃。16小時干熱或100℃，4小時蒸氣等加速人工壽命老化后，使用潤濕測力法和焊球法測試，全部達(dá)到和超過規(guī)定的可焊性指標(biāo)。
2、涂層有較高的抗高溫老化性能。如可伐引線，熱涂上易焊合金2，經(jīng)過22小時，155℃干熱老化后，可焊性指標(biāo)與常態(tài)的指標(biāo)接近或略上升。如果按照2小時155℃干熱老化相當(dāng)于室溫下貯存半年。按上述22小時，155℃的老化規(guī)范，本涂層的貯存壽命是很長的，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過兩年的貯存期了。
3、使用易焊合金1、易焊合金2，不需要在被涂的基材上預(yù)涂上任何其它金屬涂層。因此，可取消在晶體管管腳上涂覆純金、銀。為國家節(jié)省大量金融。
4、用本發(fā)明可做成很薄的涂層，且易焊合金中鉛占很大的比重，與純錫涂層相比較可節(jié)約1/2以上的稀缺金屬錫。
5、使用易焊合金，涂層的機(jī)械強(qiáng)度高，與基底材料的結(jié)合力好，涂層連續(xù)性好。用于整機(jī)焊接時其焊點強(qiáng)度高，虛焊率低，可靠性高。
6、易焊合金無毒，無放射性，在冶煉與使用過程 中不污染環(huán)境。
7、合金中無特殊材料，易于冶煉，使用簡單，成本低，易推廣。
本發(fā)明適用于用銅、可伐、鎳為芯金屬的引線上，制作電子元器件時，其工藝規(guī)范不超過155℃，22小時。如電阻、電容引線用在制作前的工藝涂覆；晶體管管腳在制作后的工藝涂覆之用。


圖1冶煉工藝流程圖
權(quán)利要求
1.一種易焊合金，其特征在于成分(重量)為鉛37％，鈰50或57ppm，余為錫。
2.權(quán)利要求1所要求的易焊合金的冶煉方法，其特征在于采用真空冶煉或惰性氣體保護(hù)工藝。
3.權(quán)利要求1所要求的易焊合金的用途，其特征在于涂覆銅，鎳或可伐引線?？斩?×1-4乇。
全文摘要
電子元器件引線熱涂易焊合金，是一種涂覆在電子元器件引線表面的易焊合金。它是用金屬鈰、錫、鉛三種元素在真空中或惰性氣體保護(hù)下冶煉而成的合金。用這種合金并采用熱涂工藝，涂覆在電子元器件引線的表面上，可大大提高引線的可焊性能。涂覆了的引線，按國際電工委員會規(guī)定的測試方法及加速壽命老化試驗條件老化后，所測得的可焊性指標(biāo)能達(dá)到和超過國際電工委員會的標(biāo)準(zhǔn)、國家標(biāo)準(zhǔn)及電子部規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。
文檔編號C22C1/02GK1951622SQ20051010046
公開日2007年4月25日 申請日期2005年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月20日
發(fā)明者崔慧卿 申請人:崔慧卿