專利名稱：一種能抑制鉛在高溫下?lián)]發(fā)的環(huán)保型含鉛釬料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子行業(yè)使用的抑制鉛在高溫下?lián)]發(fā)污染環(huán)境的含鉛釬料。
背景技術(shù)：
長(zhǎng)期以來，含鉛釬料以其低廉的成本和優(yōu)異的性能被廣泛用作電子釬焊材料。由 于鉛對(duì)環(huán)境有污染，自20世紀(jì)90年代世界開始了電子釬料無鉛化的研究，但迄今為止，始 終沒有找到一種綜合性能與Sn-Pb釬料媲美的無鉛釬料，也沒有找到替代1 的全面的解決 方案。在許多電子設(shè)備中，因無鉛釬料的可靠性得不到保證而難以真正實(shí)現(xiàn)無鉛化。因此， 未來電子釬料將形成含鉛和無鉛并存的格局。含鉛釬料對(duì)環(huán)境的污染途徑之一，是由于鉛的沸點(diǎn)較低(1751°C )，在高溫下會(huì)產(chǎn) 生鉛的揮發(fā)而污染空氣，嚴(yán)重危害人的身體健康，甚至造成操作人員中鉛毒。為了改善車間 環(huán)境，目前普遍采用的方法一是應(yīng)用無鉛釬料，二是在釬焊工位的上部設(shè)集氣罩抽風(fēng)。前者 雖然可從根本上消除鉛的污染，但使用的無鉛釬料存在著熔點(diǎn)高，釬焊性能差，需要使用高 活性釬劑而造成二次污染，以及價(jià)格高、浪費(fèi)大等缺陷；后者雖然可以改善電子產(chǎn)品生產(chǎn)車 間的空氣質(zhì)量，避免操作人員中鉛毒，但對(duì)大氣會(huì)造成嚴(yán)重污染。怎樣才能既提高釬焊連接 質(zhì)量，又避免釬焊過程中的污染，國(guó)內(nèi)外至今仍沒有一個(gè)兩全其美的解決辦法。關(guān)于其他領(lǐng) 域防止鉛揮發(fā)的報(bào)道，例如中國(guó)專利ZL90107046報(bào)道了一種鉛液表面覆蓋劑，該方法采用 多種氧化物的混合物覆蓋在鉛液表面上來抑制鉛蒸氣的逸出，使空氣中的鉛煙濃度降低。 這種覆蓋劑主要用于鋼絲的鉛浴淬火處理，而不適合電子釬焊使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種在高溫下自身鉛蒸氣壓極低的使 用方便的環(huán)保型的含鉛釬料。本發(fā)明提出的抑制高溫下鉛揮發(fā)的含鉛釬料由以下質(zhì)量百分比的組分組成 AgO 4. 0wt%, SbO 3. 0wt%,和Ni、Al、Bi、Ga、In、P、Ti中之一種或多種，每種元素的量 為0. 0001%-0. 2%，余量為Sn和Pb。該釬料進(jìn)一步的特征在于，在所述釬料中Ni、Al、Bi、Ga、 In、P、Ti等元素的總量至多不超過0. 3wt%。釬料中Ni、Al、Bi、feu In、P、Ti等元素的選擇有以下幾種較好的組合
一是選擇Ni 0. 005-0. 2%、P0. 001-0. 1%進(jìn)行組合，可以達(dá)到在釬焊中難以檢測(cè)到鉛 的揮發(fā)的效果。二是選擇=Ni 0. 005-0. 2%,P0. 001-0. 1% 和 TiO. 0001-0. 005% 進(jìn)行組合，可以達(dá)到 在釬焊中難以檢測(cè)到鉛的揮發(fā)的效果。三是選擇Ni0. 005-0. 2%、P0. 001-0. 1% 和 Ga 0. 0001-0. 005% 進(jìn)行組合，可以達(dá) 到在釬焊中難以檢測(cè)到鉛的揮發(fā)的效果。
四是選擇:A1 0. 005-0. 2%、Ni 0. 001-0. 01% 和 Ga 0. 0001-0. 005% 組合，可以達(dá)到 在釬焊中難以檢測(cè)到鉛的揮發(fā)的效果。五是選擇A10. 005-0. 2%、Bi 0. 001-0. 2% 和 h 0. 0001-0. 005% 組合，可以使鉛
的揮發(fā)量顯著下降。六是只選擇Ni 0. 005-0. 2%，可以使鉛揮發(fā)量顯著降低或難以檢測(cè)到鉛的揮發(fā)。七是只選擇Al 0. 005-0. 2%，可以使鉛的揮發(fā)量顯著下降。本發(fā)明設(shè)計(jì)的釬料之所以可以抑制高溫下鉛的揮發(fā)，是因?yàn)槠湓谌刍院竽茏园l(fā) 生成一層表面改性膜。因?yàn)樵撯F料將微量附31、81、(^、111、？、11等表面改性元素均勻分 散在釬料合金中，當(dāng)釬料熔化以后，根據(jù)吉布斯吸附方程
其中Γ表示吸附量，C表示濃度，R是氣體常數(shù)，τ是熱力學(xué)溫度，(d+σ丨 Τμ
V/ 二.
表示在恒溫下表面張力隨濃度的變化率。當(dāng)(€ σ丨dc\< ο時(shí)，Γ > 0，此時(shí)為正吸附。即原來均勻分散在內(nèi)部的微量表
權(quán)利要求
1. 一種能抑制鉛在高溫下?lián)]發(fā)的環(huán)保型含鉛釬料，其包含以下質(zhì)量百分比的組分 AgO 4. 0wt%, SbO 3. 0wt%, Al 0. 005-0. 2%、Bi 0. 001-0. 2% 和 In 0. 0001-0. 005%，余量 為Sn和Pb。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種電子行業(yè)使用的能抑制鉛在高溫下?lián)]發(fā)的環(huán)保型的含鉛釬料，其由以下質(zhì)量百分比的組分組成Ag0～4.0wt%，Sb0～3.0wt%，和Ni、Al、Bi、Ga、In、P、Ti中之一種或多種，每種元素的量為0.0001%-0.2%，余量為Sn和Pb。其中Ni、Al、Bi、Ga、In、P、Ti等元素的總量至多不超過0.3wt%，并有多種較好的組合，如Ni、P組合，Ni、P和Ti組合，Ni、P和Ga組合，或只選擇Ni、Al等。本發(fā)明的釬料在熔化以后能自發(fā)生成一層表面改性膜，顯著抑制高溫下鉛的揮發(fā)，在使用過程中環(huán)境條件好，對(duì)操作人員健康無影響，使用安全方便，而且成本低，因此，該釬料是電子產(chǎn)品綠色制造使用的新一代微連接材料。
文檔編號(hào)B23K35/26GK102059474SQ20101058306
公開日2011年5月18日 申請(qǐng)日期2008年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月27日
發(fā)明者杜云飛, 杜長(zhǎng)華, 甘貴生, 石曉輝, 陳方 申請(qǐng)人:重慶理工大學(xué)