專利名稱：一種無氧錫基釬料合金的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電子行業(yè)軟釬焊接所用軟釬焊料領(lǐng)域，尤其涉及一種無氧錫基釬料合金的制備方法。
背景技術(shù)：
隨著電子行業(yè)的迅猛發(fā)展，錫釬料用量越來越大。目前用于電子行業(yè)的錫基釬料產(chǎn)品的制備方法無外乎兩種，一種是澆注法，ー種是擠壓法。澆注法大部分是人工澆注，即操作人員用容器在錫液表面將錫S出再注入模具中，冷卻過程完全暴露在空氣中進(jìn)行，一方面錫液靜置后氣體和雜質(zhì)會(huì)上浮到液體表面，采用表面取液體的方式不可避免地將氣體和雜質(zhì)混入了產(chǎn)品中，另ー方面產(chǎn)品的結(jié)晶過程完全暴露在空氣中，產(chǎn)品表面會(huì)產(chǎn)生新的氧化膜，從而導(dǎo)致產(chǎn)品的氧含量升高，不利于后續(xù)的使用。擠壓法則是采用先鑄錠，再經(jīng)擠 壓機(jī)擠壓成型的方式進(jìn)行，但使用此種方法錫錠表面的氧化膜又會(huì)在擠壓過程中進(jìn)入到產(chǎn)品中，使其氧含量升高。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服目前錫基釬料生產(chǎn)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種無氧錫基釬料合金的制備方法。該方法生產(chǎn)過程穩(wěn)定可控，可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)規(guī)?；a(chǎn)，主要特點(diǎn)是錫基釬料合金浄化效果好，整個(gè)生產(chǎn)過程的各個(gè)環(huán)節(jié)都杜絕了與空氣的接觸，從而獲得氧含量< IOppm的產(chǎn)品。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案的エ藝步驟來實(shí)現(xiàn)①將錫及合金物料經(jīng)配料后投入熔化爐中，并加熱到380 400°C;開啟轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)速為60 90轉(zhuǎn)/min，同時(shí)將氮?dú)夂驼既垠w總重0. I 0. 2%的六氯こ烷精煉劑吹入熔化爐錫合金液中精煉，精煉時(shí)間為30 40分鐘，然后靜置15 20分鐘，撈去表面浮渣；②將熔化爐內(nèi)的錫合金液導(dǎo)入保溫爐的上液位控制線，通入保護(hù)氮?dú)?，保溫爐溫度為350 380°C，錫合金液由牽引桿經(jīng)結(jié)晶器被牽引機(jī)引出，結(jié)晶器冷卻水進(jìn)水溫度為20 25°C，出水溫度30 35°C，牽引速度0. 3 0. 5m/min ;③錫合金桿坯從結(jié)晶器牽引出后立即進(jìn)行二次噴淋冷卻，使桿坯的溫度下降到30 50V，最后將桿坯經(jīng)烘干、裁切、包裝至成品。本發(fā)明所述的熔化爐及保溫爐均采用エ頻感應(yīng)爐，熔化爐中的轉(zhuǎn)子采用石墨轉(zhuǎn)子，氮?dú)夂土趣惩榫珶拕┯啥勘猛ㄟ^石墨轉(zhuǎn)子吹入熔化爐，氮?dú)獾膲亥珵?. I 0. 3MPa。保溫爐中通入的保護(hù)氮?dú)獗３衷?. 2 2KPa的微正壓；錫合金液開始由結(jié)晶器被牽引時(shí)，應(yīng)先關(guān)閉結(jié)晶器冷卻水，放入牽引桿入結(jié)晶器中，以錫合金液附著在牽引桿的緩慢速度引至牽引機(jī)的牽引輪中，壓緊牽引輪，啟動(dòng)牽引機(jī)，并同時(shí)打開結(jié)晶器冷卻水系統(tǒng)。與現(xiàn)有エ藝、技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)。①錫基釬料合金的熔化爐及保溫爐均采用エ頻爐，具有電磁攪拌功能，使合金溫度、成分更均勻化。
②在熔化爐中采用石墨轉(zhuǎn)子，將氮?dú)饧傲趣惩榫珶拕┐等脲a合金液進(jìn)行精煉處理，與傳統(tǒng)精煉エ藝相比，除氣、除渣、脫氧等效果會(huì)更徹底，保證了錫合金液的高純凈及成分的均勻化。③保溫爐上方通入氮?dú)?，并保持微正壓，可以避免空氣與保溫爐中金屬液的接觸，解決了產(chǎn)品氧含量升高的問題。④采用水平連鑄，使錫基釬料合金冷凝成型前與空氣隔絕，成型后立即采用二次噴淋冷卻，錫基釬料合金溫度下降到30 50°C，使冷凝前金屬液及成型后金屬坯料不被氧化，使錫基釬料合金氧含量控制在IOppm以內(nèi)。通過本發(fā)明所述方法，可以實(shí)現(xiàn)高純凈、無氧錫基釬料合金的制備，且可制備出條、桿、異型材等多種形狀的錫制品。


圖I為本發(fā)明的エ藝流程示意圖。
具體實(shí)施方案實(shí)施例I :應(yīng)用本發(fā)明的方法生產(chǎn)SnCuO. 7無鉛焊料。先將合格的錫原料及錫銅中間合金物料按一定比例配制、稱重，并投入エ頻感應(yīng)爐中進(jìn)行熔化。エ頻感應(yīng)爐溫度設(shè)置為400°C，然后開啟石墨轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)速設(shè)置為80轉(zhuǎn)/min，開啟定量泵，將氮?dú)?0. 3MPa)及六氯こ烷(0. 2%)吹入錫液中，40min后，撈去表面浮渣。然后打開導(dǎo)流開關(guān)將液體導(dǎo)入保溫爐中直到上液位控制線，關(guān)閉導(dǎo)流開關(guān)。保溫爐溫度設(shè)定為380°C，關(guān)閉結(jié)晶器冷卻水，放入一根牽引桿輕輕敲入結(jié)晶器中，用鉗子慢慢把牽引桿引至牽引輪中，壓緊牽引輪，啟動(dòng)牽引機(jī)，牽引速度控制在0. 4m/min，打開結(jié)晶器冷卻水系統(tǒng)，控制好進(jìn)水溫度在20 25°C范圍內(nèi)，并通過調(diào)節(jié)進(jìn)水溫度及流量，控制出水溫度30 35°C范圍內(nèi)，出桿后打開二次噴淋冷卻系統(tǒng)，對(duì)桿坯進(jìn)行冷卻，使桿坯溫度下降到30 50°C。經(jīng)冷卻后的桿坯經(jīng)烘干、裁切、包裝至成品。由此生產(chǎn)出的SnCuO. 7無氧無鉛焊料，氧含量為6ppm，其他雜質(zhì)均在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，且制品的表面光滑、無油污、光亮如鏡面。實(shí)施例2 :應(yīng)用本發(fā)明的方法生產(chǎn)SnAg3. OCuO. 5無鉛焊料。先將合格的錫原料、錫銅中間合金物料、銀原料按一定比例配制、稱重，并投入エ頻感應(yīng)爐中進(jìn)行熔化。エ頻感應(yīng)爐溫度設(shè)置為380°C，然后開啟石墨轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)速設(shè)置為80轉(zhuǎn)/min，開啟定量泵，將氮?dú)?0. 3MPa)及六氯こ烷(0. 2%)吹入錫液中，40min后，撈去表面浮渣。然后打開導(dǎo)流開關(guān)將液體導(dǎo)入保溫爐中直到上液位控制線，關(guān)閉導(dǎo)流開關(guān)。保溫爐溫度設(shè)定為350°C，關(guān)閉結(jié)晶器冷卻水，放入一根牽引桿輕輕敲入結(jié)晶器中，用鉗子慢慢把牽引桿引至牽引輪中，壓緊牽引輪，啟動(dòng)牽引機(jī)，牽引速度控制在0. 5m/min，打開結(jié)晶器冷卻水系統(tǒng)，控制好進(jìn)水溫度在20 25°C范圍內(nèi)，并通過調(diào)節(jié)進(jìn)水溫度及流量，控制出水溫度30 35°C范圍內(nèi)，出桿后打開二次噴淋冷卻系統(tǒng)，對(duì)桿坯進(jìn)行冷卻，使桿坯溫度下降到30 50°C。經(jīng)冷卻后的桿坯經(jīng)烘干、裁切、包裝至成品。由此生產(chǎn)出的SnAg3. OCuO. 5無氧無鉛焊料，氧含量為3ppm，其他雜質(zhì)均在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，且制品的表面光滑、無油污、光亮如鏡面。傳統(tǒng)エ藝的對(duì)比實(shí)例I :用傳統(tǒng)的澆注法生產(chǎn)SnCuO. 7無鉛焊料。先將合格的錫原料及錫銅中間合金物料按一定比例配制、稱重，并投入熔化爐中熔化并加熱到320°C，往爐中投入0. I 0. 3wt%的氯化鋅及活性炭,打開機(jī)械攪拌器攪拌40min,然后將表面洛撈出，開始人工澆注。操作人員將錫液從表面S出，倒入模具中，模具安裝冷卻水系統(tǒng)，通過冷卻水使制品冷卻成型。由此生產(chǎn)出的SnCuO. 7無鉛焊錫條，氧含量為28ppm，其他雜質(zhì)均在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，制品表面發(fā)黃，有部分氧化渣殘留。傳統(tǒng)エ藝的對(duì)比實(shí)例2 :用傳統(tǒng)的擠壓法生產(chǎn)SnCuO. 7無鉛焊料。先將合格的錫原料及錫銅中間合金物料按一定比例配制、稱重，并投入熔化爐中熔化并加熱到320°C，往爐中投入0. I 0. 3wt%的氯化鋅及活性炭,打開機(jī)械攪拌器攪拌40min,然后將表面洛撈出，開始人工澆鑄擠壓用的錫錠。操作人員將錫液從表面S出，倒入模具中，模具安裝冷卻水系統(tǒng)，通過冷卻水使制品冷卻成型。錫錠表面發(fā)黃且有部分氧化渣夾雜在錫錠中。制備出來的錫錠經(jīng)兩端切頭、表面涂潤(rùn)滑油后放入擠壓機(jī)進(jìn)行擠壓成型。由此生產(chǎn)出的SnCuO. 7無鉛焊錫條，氧含量為35ppm，其他雜質(zhì)均在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，制品表面有油污，并且產(chǎn)品內(nèi)部有部分氧化渣殘留。

以上實(shí)施例只是本發(fā)明制備方法的個(gè)例，本發(fā)明還可適用于其它合金成分無氧錫基釬料的制備。
權(quán)利要求
1.一種無氧錫基釬料合金的制備方法，其特征在于它包括以下步驟①將錫及合金物料經(jīng)配料后投入熔化爐中，并加熱到380 400°C ;開啟轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)速為60 90轉(zhuǎn)/min，同時(shí)將氮?dú)夂驼既垠w總重0. I 0. 2%的六氯こ烷精煉劑吹入熔化爐錫合金液中精煉，精煉時(shí)間為30 40分鐘，然后靜置15 20分鐘，撈去表面浮渣；②將熔化爐內(nèi)的錫合金液導(dǎo)入保溫爐的上液位控制線，通入保護(hù)氮?dú)?，保溫爐溫度為350 380°C，錫合金液由牽引桿經(jīng)結(jié)晶器被牽引機(jī)引出，結(jié)晶器冷卻水進(jìn)水溫度為20 25°C，出水溫度30 35°C，牽引速度0.3 0. 5m/min ;③錫合金桿坯從結(jié)晶器牽引出后立即進(jìn)行二次噴淋冷卻，使桿坯的溫度下降到30 50°C，最后將桿坯經(jīng)烘干、裁切、包裝至成品。
2.按權(quán)利要求I所述的無氧錫基釬料合金的制備方法，其特征是熔化爐及保溫爐均采用エ頻感應(yīng)爐，熔化爐中的轉(zhuǎn)子采用石墨轉(zhuǎn)子，氮?dú)夂土趣惩榫珶拕┯啥勘猛ㄟ^石墨轉(zhuǎn)子吹入熔化爐，氮?dú)獾膲亥珵?. I 0. 3MPa。
3.按權(quán)利要求2所述的無氧錫基釬料合金的制備方法，其特征是保溫爐中通入的保護(hù)氮?dú)獗３衷?. 2 2KPa的微正壓；錫合金液開始由結(jié)晶器被牽引時(shí)，應(yīng)先關(guān)閉結(jié)晶器冷卻水，放入牽引桿入結(jié)晶器中，以錫合金液附著在牽引桿的緩慢速度引至牽引機(jī)的牽引輪中，壓緊牽引輪，啟動(dòng)牽引機(jī)，并同時(shí)打開結(jié)晶器冷卻水系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明屬于電子行業(yè)軟釬焊接所用軟釬焊料領(lǐng)域，尤其涉及一種無氧錫基釬料合金的制備方法。本方法的步驟為①錫及合金物料在熔化爐中熔化，將氮?dú)夂驼既垠w總重0.1～0.2%的六氯乙烷精煉劑吹入攪拌精煉30～40分鐘，再靜置15～20分鐘，撈去表面浮渣；②將熔化爐內(nèi)的錫合金液導(dǎo)入350～380℃的保溫爐，通入保護(hù)氮?dú)?，錫合金液由牽引桿經(jīng)結(jié)晶器被牽引機(jī)引出，結(jié)晶器冷卻水進(jìn)水溫度為20～25℃，出水溫度30～35℃，牽引速度0.3～0.5m/min；③牽引出后立即進(jìn)行二次噴淋冷卻，使桿坯的溫度下降到30～50℃，最后獲得成品。本發(fā)明可制備高純凈、成分均勻、氧含量在10ppm以內(nèi)的錫基釬料合金，生產(chǎn)過程穩(wěn)定，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)規(guī)模化生產(chǎn)。
文檔編號(hào)B23K35/26GK102776401SQ20121027071
公開日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2012年8月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月1日
發(fā)明者劉寶權(quán), 古列東, 呂金梅, 湯鳳甦, 沈海斌, 白海龍, 秦俊虎, 趙玲彥 申請(qǐng)人:云南錫業(yè)錫材有限公司