[发明专利]无铅焊锡的焊料组成物

说明书

技术领域

本发明有关于无铅焊锡的焊料组成物，尤指一种可应用于焊接保险丝材料及焊接面或母材为镍铜银或其合金的无铅焊锡焊料组成物。

背景技术

虽然现今电子产业已成功发展，但由于铅的毒性及全球对于铅的管制及禁令，铅锡焊料合金面临一个有限的未来；所以，全世界各地均已开始着手研发适当的无铅焊料，以便取代铅锡合金。在过去保险丝制造时的焊接多以锡铅为材料，锡铅材料的流动产佳，所需的助焊剂量仅需1.6wt％，凝固表面无铸孔及有光泽，所以制程上较为简易。而在无铅化的潮流中，最常被使用的材料为锡、银、铜系列的焊锡。由于其凝固表面有太多的孔洞，所以在保险丝自动生产的组装上会因表面的孔洞，使得保险丝无法牢固于焊锡之上，造成产品不良。另外在与镍的润湿性与锡、银、铜系列合金展现出不佳的润湿性及扩散效果，使得焊接面的强度不够，在产品的信赖性有疑虑，所以必须以新合金来解决以上的问题。，如图1及图2所示即利用连续自动化生产技术制造的保险丝结构，其保险丝1至少包含有一绝缘外壳11以及一固定于该绝缘外壳11的导电端盖12，该绝缘外壳11一端先以焊料13结合一导电端盖12，并在内部以一熔丝14朝另一端延伸，然后再利用焊料13固定另一导电端盖12，以形成一保险丝1结构。

其中，该导电端盖12是由铜或其合金冲压而成后，为防止铜发生氧化作用而于其表面镀镍，但是镍的润湿性不佳，故使用一般的焊料(例如锡3.0％银0.5％铜泛用无铅锡焊料)无法顺利润湿镀镍表面及较差的扩散效果，而使焊料13形成如图所示的球状外形，无法使熔丝14固定于绝缘外壳11中央，或者是无法润湿于绝缘外壳11与导电端盖12间而固定绝缘外壳11，使得焊接良率过低。

说明书附图

图1为习用保险丝的结构立体图；

图2为习用焊料用于固定保险丝的结构示意图；

图3为本发明中无铅焊锡焊料用于固定保险丝的另一结构示意图；

图4为本发明中无铅焊锡焊料用于固定保险丝的结构示意图。

【图号说明】

1     保险丝          11    绝缘外壳

12    导电端盖        13    焊料

14    熔丝            2     保险丝

21    绝缘外壳        22    导电端盖

23    无铅焊锡焊料    24    熔丝

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的是一种用来焊接或作为焊料，并具有较佳的扩散性以及润湿性的无铅焊锡焊料组成物。

为达上述目的，本发明的焊料组成物其包含有特定组成比例的锡、铜、锑，其利用锑来增加对镍的润湿性及加工时的延展性，或者是特定组成比例锡、铜、锑、镍的焊料组成物，其中添加微量的镍来增加其耐高温性及高温抗氧化性，使该焊料具有较佳的焊接良率。

本发明的另一目的，是在高速自动化保险丝的组装线上，保险丝导电端盖及绝缘外壳的组装中，本发明的焊料有适度的扩散性使得焊料可以在导电端盖形成半月形的形状，并使绝缘外壳在焊接冷却后可以紧密的固定于焊料与导电端盖之间形成一个气密组装物。

具体实施方式

本发明无铅焊锡的焊料组成物，其焊料组成物包含有：从95％至97.9％的锡，从2％至3％的铜，从0.1％至2％的锑，或者从95％至97.9％的锡，从2％至3％的铜，从0.1％至2％的锑，从0.01％至0.1％的镍，而锡、铜、锑、镍以根据表1的配方组成混合以制备实施例1至6以及比较例1及2的多种焊料，而进行不同测试。

第一项测试根据日本工业标准(JIS)Z-3197，不同焊料组成成分对扩散性的测量，其测试结果如下。

(表1)

其测试结果如表1，其中实施例1至实施例5为锡、铜、锑、镍不同百分比的组成物，实施例6则为锡、铜、锑的组成物，而比较例1及2则为锡、铜不同百分比的组成物，比较例3为锡、铜以及银的合金，而分别使用于铜表面或镍表面的扩散性比较中，虽然比较例1、2及3的扩散性较高，但其较高的扩散性使的焊锡会爬太高而无法顺利组装其它的零件，但扩散性太低则无法增加焊接面积及强度，故实施例1至6所测得的扩散性较佳。

第二项测试根据(JIS)Z-3284，不同焊料组成成分对润湿时间以及润湿性的测量，其测试结果如下。

(表2)