專利名稱：一種錫鋅銅鉻無鉛噴金料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種錫鋅銅鉻無鉛噴金料，屬金屬化薄膜電容器端面噴金材料的制備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有金屬化薄膜電容器端面噴金材料，典型的如鉛基五元噴金材料和錫鋅基噴金材料，但由于鉛對(duì)人的巨大毒性，引起世界極大關(guān)注并興起了無鉛化的趨勢。已有許多替代的無鉛噴金料產(chǎn)品問世，并且尋求替代含鉛噴金料且性能更優(yōu)越的無鉛材料仍在不斷研發(fā)中，目前對(duì)無鉛噴金料的普遍要求有1、鉛含量低于0.1％；2、噴金層與引線可焊接性好；3、噴金層與金屬膜基層附著性良好，即電接觸性能良好，有利于降低電容器損耗角，提高100kHz高頻測試合格率；4、有一定的強(qiáng)度，可加工性好；5、原料供應(yīng)充足，價(jià)格低廉。現(xiàn)有的無鉛噴金料典型的是錫鋅系列合金，具有最低的熔化溫度198℃，但錫價(jià)昂貴，而為了降低其成本，通過提高加入鋅含量，但其性能受到一定的限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能有效提高焊接性能和金屬化薄膜電容器電氣機(jī)械性能的錫鋅銅鉻無鉛噴金料。
本發(fā)明為一種錫鋅銅鉻無鉛噴金料，包括錫，鋅，銅等，其特征在于還同時(shí)包括鉻，各組份的組成按重量百分比計(jì)分別為鋅(Zn)2～50％，銅(Cu)0.55～3.5％，鉻(Cr)0.01～0.5％，總量不大于0.1％的雜質(zhì)，其余為錫(Sn)，各組份的重量百分比總和為100％。
所述銅(Cu)的含量優(yōu)選可為0.6～2.5％。所述鉻(Cr)的含量優(yōu)選可為0.05～0.3％。
所述雜質(zhì)中各組份的組成按重量百分比計(jì)分別為鐵(Fe)≤0.05％，鉍(Bi)≤0.02％，硅(Si)≤0.02％，鉛(Pb)≤0.04％，鎘(Cd)≤0.002％，砷(Cs)≤0.02％。
錫鋅合金作為一種無鉛噴料，其強(qiáng)度隨著鋅含量的增加而提高，并且成本會(huì)隨之大大降低。但是過多的鋅會(huì)使噴金層表面氧化變色，可焊性能下降。據(jù)研究，在鋅含量為2～50％時(shí)，其合金具有較好的焊接性能，以便電容器引線焊接。
在錫鋅合金中加入銅，可以改善其機(jī)械強(qiáng)度和延伸性。同時(shí)，銅的加入可以抑制銅箔或銅導(dǎo)線中銅向釬焊合金的熔出，從而使釬焊合金在采用浸焊工藝時(shí)，保持其成份的穩(wěn)定，并且使焊接接頭產(chǎn)生一個(gè)合理的銅的濃度梯度，改善其導(dǎo)電性能，銅的加入還改善了整個(gè)無鉛焊料的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能，當(dāng)銅的加入量少于0.55％時(shí)，效果不夠顯著，而Cu含量過大時(shí)，由于脆性錫銅化合物的產(chǎn)生，反而導(dǎo)致合金強(qiáng)度降低，當(dāng)Cu含量大于3.5％時(shí)，又使合金的熔點(diǎn)急劇升高，所以，本發(fā)明確定銅的含量為0.55～3.5％，優(yōu)選含量為0.6～2.5％。
鉻的加入是本發(fā)明所以能夠成立的關(guān)鍵元素，研究表明與現(xiàn)有技術(shù)相比，鉻的加入具有以下突出優(yōu)點(diǎn)和積極效果1、同樣能夠得到細(xì)化合金凝固組織中的晶粒，有效提高Sn-Zn合金中的力學(xué)性能指標(biāo)，提高抗蠕變性能。
2、鉻還與其它元素均屬難混溶體系，在合金中呈彌散相高熔點(diǎn)微小硬質(zhì)點(diǎn)，在噴金過程中，噴出的微粒在到達(dá)電容器端面之前，這些硬質(zhì)點(diǎn)先凝固成微小的硬質(zhì)固體，到達(dá)電容器端面時(shí)，擊破電容器端面金屬膜表面的氧化層，然后其它低熔點(diǎn)部分再凝固，并在界面上形成多種金屬間化合物，提高了噴金層與基層金屬的附著能力，改善了電接觸性能。
3、鉻具有實(shí)現(xiàn)強(qiáng)韌化與電、熱性能的雙重作用，還具有明顯的高溫抗氧化和抗腐蝕的特性。在液態(tài)條件下，鉻與界面氧結(jié)合，在結(jié)合表面形成致密的Cr2O3氧化膜保護(hù)層。
4、鉻的資源較銻、鎳、鎵和稀土元素要豐富，價(jià)格相對(duì)低廉。
在錫鋅合金中加入鉻，如果含量小于0.01％，其效果不明顯并不能形成完整的保護(hù)膜，如果鉻含量大于0.5％，合金的液相線急劇升高，使合金溫度升高，從而使電容器件遭受熱損傷，同時(shí)又降低合金的強(qiáng)度，脆性增加。鉻的優(yōu)選含量可為0.05～0.3％。
雜質(zhì)含量的控制鐵的存在，將產(chǎn)生硬脆相的金屬間化合物，同樣嚴(yán)重影響合金的機(jī)械性能和可加工性能，應(yīng)限制在0.05％以下；鉍的存在雖然可降低合金熔點(diǎn)，但對(duì)合金的可加工性產(chǎn)生不良影響，應(yīng)限制在0.02％以下；硅的存在使合金可焊性下降，應(yīng)限制在0.02％以下；鉛、鎘和砷都是劇毒物質(zhì)，本發(fā)明作為無鉛焊料，本身就是為了避免鉛對(duì)人體的毒害，同樣不能允許鎘和砷的大量存在，對(duì)這三種成份的限制為鉛(Pb)≤0.04％；鎘(Cd)≤0.002％；砷(Cs)≤0.02％，而上述雜質(zhì)的總和應(yīng)≤0.1％。
本發(fā)明針對(duì)金屬化薄膜電容器端面噴金材料的性能要求，經(jīng)優(yōu)化設(shè)計(jì)及多次試驗(yàn)比較，通過在焊料組合物中加入微量鉻，使之具有以下突出優(yōu)點(diǎn)和積極效果1、優(yōu)良的力學(xué)性能；2、良好的端面附著力和可焊性；3、良好的抗氧化性能；4、良好的電接觸性能，可降低電容器損耗角，提高金屬化薄膜電容器100kHZ高頻測試合格率。
具體實(shí)施例方式
以下實(shí)施例中各組份的組成按重量百分比計(jì)，分別為實(shí)施例1鋅(Zn)10％、銅(Cu)1％、鉻(Cr)0.01％，其余為錫(Sn)及總量不大于0.1％的雜質(zhì)。
實(shí)施例2鋅(Zn)2％、銅(Cu)3％、鉻(Cr)0.05％，其余為錫(Sn)及總量不大于0.1％的雜質(zhì)。
實(shí)施例3鋅(Zn)20％、銅(Cu)1.5％、鉻(Cr)0.1％，其余為錫(Sn)及總量不大于0.1％的雜質(zhì)。
實(shí)施例4鋅(Zn)30％、銅(Cu)2.5％、鉻(Cr)0.2％，其余為錫(Sn)及總量不大于0.1％的雜質(zhì)。
實(shí)施例5鋅(Zn)40％、銅(Cu)0.55％、鉻(Cr)0.3％，其余為錫(Sn)及總量不大于0.1％的雜質(zhì)。
實(shí)施例6鋅(Zn)40％、銅(Cu)0.7％、鉻(Cr)0.1％，其余為錫(Sn)及總量不大于0.1％的雜質(zhì)。
實(shí)施例7鋅(Zn)50％、銅(Cu)3.5％、鉻(Cr)0.5％，其余為錫(Sn)及總量不大于0.1％的雜質(zhì)。
對(duì)比例鋅(Zn)20％、銅(Cu)1.5％，其余為錫(Sn)及總量不大于0.1％的雜質(zhì)。
將上述各實(shí)施例與對(duì)比例制備的無鉛噴金料進(jìn)行測試，各項(xiàng)性能指標(biāo)列表如下

由上述實(shí)施例可見，優(yōu)選的組份保證了合金性能的優(yōu)異性，適合于作為無鉛噴金材料使用，并為在不同領(lǐng)域不同性能要求的使用場合，選擇不同的配比，提供了參考。
本發(fā)明不局限于上述實(shí)施例，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，可根據(jù)不同性能要求及使用場合，選擇上述實(shí)施例中的不同配比，或除上述各實(shí)施例以外的不同配比，但均不以任何形式限制本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種錫鋅銅鉻無鉛噴金料，包括錫，鋅，銅，其特征在于還同時(shí)包括鉻，各組份的組成按重量百分比計(jì)分別為鋅2～50％，銅0.55～3.5％，鉻0.01～0.5％，總量不大于0.1％的雜質(zhì)，其余為錫，各組份的重量百分比總和為100％。
2.按權(quán)利要求1所述的一種錫鋅銅鉻無鉛噴金料，其特征在于所述銅的含量為0.6～2.5％。
3.按權(quán)利要求1所述的一種錫鋅銅鉻無鉛噴金料，其特征在于所述鉻的含量為0.05～0.3％。
4.按權(quán)利要求1所述的一種錫鋅銅鉻無鉛噴金料，其特征在于所述雜質(zhì)中各組份的組成按重量百分比計(jì)分別為鐵≤0.05％，鉍≤0.02％，硅≤0.02％，鉛≤0.04％，鎘≤0.002％，砷≤0.02％。
全文摘要
一種錫鋅銅鉻無鉛噴金料，屬金屬化薄膜電容器端面噴金材料的制備技術(shù)領(lǐng)域，包括錫，鋅，銅，鉻，各組份的組成按重量百分比計(jì)分別為鋅(Zn)2～50％，銅(Cu)0.55～3.5％，鉻(Cr)0.01～0.5％，總量不大于0.1％的雜質(zhì)，其余為錫(Sn)，各組份的重量百分比總和為100％；銅(Cu)的含量優(yōu)選為0.6～2.5％，鉻(Cr)的含量優(yōu)選為0.05～0.3％。本發(fā)明針對(duì)金屬化薄膜電容器端面噴金材料的性能要求，經(jīng)優(yōu)化設(shè)計(jì)及多次試驗(yàn)比較，通過在焊料組合物中加入微量鉻，使之具有優(yōu)良的力學(xué)性能，良好的端面附著力和可焊性，良好的抗氧化性能，良好的電接觸性能，可降低電容器損耗角，提高金屬化薄膜電容器100kHZ高頻測試合格率。
文檔編號(hào)C22C18/00GK101050529SQ200710068559
公開日2007年10月10日 申請(qǐng)日期2007年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月17日
發(fā)明者戴國水 申請(qǐng)人:戴國水