一种基于钇铋磷的抗氧化镀锡液制造技术

本发明专利技术属于金属抗氧化保护技术领域，具体公开了一种基于钇铋磷的抗氧化镀锡液，包含以下成分：钇、铋、磷、锡。其中，以所述锡的重量为基准，所述钇的重量百分比为0.005％‑0.02％，所述铋的重量百分比为0.004％‑0.05％，所述磷的重量百分比为0.01％‑0.05％。本发明专利技术向锡液中加入钇、铋、磷，可有效抑制镀锡液的氧化、提高镀锡液的润湿性能、减少锡渣的产生、提高锡产品成材率、提高热镀锡产品的生产率，并且不影响镀锡产品的其他物理力学性能；本发明专利技术的抗氧化镀锡液成本低，不改变现有的生产工艺，不影响现有设备日常维护与保养，符合环保要求，不影响生产场所的工作环境。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及金属抗氧化保护
，具体涉及一种基于钇铋磷的抗氧化镀锡液，主要用于光伏焊带。
技术介绍
随着电子行业的迅猛发展，锡基合金因具有熔点低、耐腐蚀性好、与金属基体结合性好等优点，被广泛应用于光伏焊带、电子封装等领域。然而，熔融状态下的液态锡合金极易氧化形成锡渣、锡块，其中包含了大量未氧化的锡，导致原料利用不充分，生产浪费，增加生产成本，还会影响产品的质量。此外，在光伏焊带的生产过程中，锡炉中锡合金的氧化还会在焊带表面产生色差，影响外观，并且在后期的运输及储存过程中容易形成黑斑，导致产品报废。为了保证焊接的可靠性，需要提高锡基合金的抗氧化性能。目前解决熔体锡的氧化措施主要有熔体覆盖法、保护气氛法和熔体改性法。熔体覆盖法中的覆盖剂容易残留，并且受热容易挥发、碳化、冒烟、污染环境，此外，一般覆盖剂为无机盐类，容易对生产设备造成严重腐蚀，影响生产秩序。气氛保护法处理设备庞大，生产成本高。熔体改性法则只需在保证焊锡自身润湿性能、钎焊性能的前提下，通过添加合金元素对锡熔体改性，以提高其抗氧化性能，具有生产操作简单、投入成本低、不受外界环境影响等优点。然而市场上现有的抗氧化剂成本较高，针对性较强，抗氧化的成效不甚理想，且主要以有机溶剂为主，会带来废液回收、环境污染等问题，通过无机元素添加的方法来提高锡熔体的抗氧化性能也很少有实际使用案例。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种成本低、适用性强的基于钇铋磷的抗氧化镀锡液，主要用于光伏焊带；该抗氧化镀锡液的抗氧化性能高，可有效减少锡渣/锡块的产生量，提高锡的利用率。为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现。一种基于钇铋磷的抗氧化镀锡液，其特征在于，包含以下成分：钇、铋、磷、锡。优选地，以所述锡的重量为百分之百基准，所述钇的重量百分比为0.005％-0.02％，所述铋的重量百分比为0.004％-0.05％，所述磷的重量百分比为0.01％-0.05％。进一步优选地，所述钇的重量百分比为0.01％-0.02％。进一步优选地，所述铋的重量百分比为0.01％-0.04％。进一步优选地，所述磷的重量百分比为0.02％-0.04％。由于锡液的工业温度较低，在添加抗氧化元素钇、铋、磷时，这些元素均不能快速融化，因此，需要将其配置成一定含量的锡基合金。优选地，所述钇以钇-锡中间合金的形式熔化制备所述抗氧化镀锡液。优选地，所述铋以铋-锡中间合金的形式熔化制备所述抗氧化镀锡液。优选地，所述磷以磷-锡中间合金的形式熔化制备所述抗氧化镀锡液。优选地，所述钇-锡中间合金的钇的含量为所述钇-锡中间合金质量的1％。优选地，所述铋-锡中间合金的铋的含量为所述铋-锡中间合金质量的1％。优选地，所述磷-锡中间合金的磷的含量为所述磷-锡中间合金质量的5％。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术向镀锡液中加入钇、铋、磷，可有效抑制镀锡液的氧化、提高镀锡液的润湿性能、减少锡渣的产生、提高锡产品成材率、提高热镀锡产品的生产率，并且不影响镀锡产品的其他物理力学性能；本专利技术的抗氧化镀锡液成本低，不改变现有的生产工艺，不影响现有设备日常维护与保养，符合环保要求，不影响生产场所的工作环境。具体实施方式下面将结合实施例对本专利技术的实施方案进行详细描述，但是本领域的技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本专利技术，而不应视为限制本专利技术的范围。本专利技术提供了一种基于钇铋磷的抗氧化镀锡液，包含以下成分：钇、铋、磷、锡。其中，以所述锡的重量为基准，钇的重量百分比为0.005％-0.04％，铋的重量百分比为0.004％-0.05％，磷的重量百分比为0.01％-0.05％。实施例1取100g镀锡液两份，分别记为1#、2#，在温度230℃的条件下，向1#镀锡液中同时加入钇、铋、磷；其中，以镀锡液重量为基准，所加入的钇、铋、磷的重量百分比分别为0.02％、0.04％、0.02％，钇以钇-锡中间合金的形式加入，且钇含量为所述钇-锡中间合金质量的1％；铋以铋-锡中间合金的形式加入，且铋含量为所述铋-锡中间合金质量的1％；磷以磷-锡中间合金的形式加入，且磷含量为所述磷-锡中间合金质量的5％。2#镀锡液为空白对照组，将1#、2#镀锡液分别氧化5小时后(氧化条件为：室温加热至230℃，恒温5小时后空冷至室温)，分别测试1#、2#镀锡液的重量，并得到氧化前后的增重量，以增重量来表征其抗氧化性能，试验结果如表1所示，由表1可知，向镀锡液中加入钇、铋、磷，可显著提升锡液的抗氧化性能。对上述1#和2#镀锡液在铜表面的润湿性进行检测，以镀锡液在无氧紫铜表面的铺展面积来表征，测试方法为：将退火的紫铜薄板用砂纸打磨去除氧化层，并用乙醇擦净，取10g镀锡液置于紫铜薄板上，用松香或其他助焊剂覆盖，升温至230℃，保温60s后取出，待冷却至室温后测量铺展面积(具体采用拍照，并利用Imge-Proplus软件计算面积)，1#和2#镀锡液的润湿性能试验各做3组，铺展面积取其平均值，以2#号空白对照组的润湿面积为100％换算1#镀锡液的润湿相对面积，试验结果见表1。由表1可知，1#镀锡液的润湿性能与空白对照组镀锡液的润湿性能相比有明显提升，可见锡液中同时添加钇、铋、磷，钇、铋、磷可协同产生作用，进而提升了镀锡液的润湿性能。对上述1#和2#镀锡液试件的熔点进行测试，熔点采用差示扫描量热仪(DSC)进行测试，测试结果见表1。由表1可知，锡液中同时添加钇、铋、磷，对镀锡试件的熔点不产生影响。对上述1#和2#镀锡液试件的屈服强度和抗拉强度进行测试，测试方法为常规方法，测试结果见表1。由表1可知，锡液中同时添加钇、铋、磷，对镀锡液试件的屈服强度和抗拉强度基本不产生影响。表1镀锡液编号1#2#5h氧化后的增重量(g)0.1850.350铺展相对面积(％)140100屈服强度(MPa)6465抗拉强度(MPa)212190熔点(℃)183183对比例1取100g镀锡液五份，编号为1#、2#、3#、4#，并在温度230℃的条件下，向1#镀锡液中加入镀锡液重量0.02％的钇，向2#镀锡液中加入镀锡液重量0.04％的铋，向3#镀锡液中加入镀锡液重量0.02％的磷，4#镀锡液中不添加任何元素，作为空白对照组，氧化5小时(氧化条件为：室温加热至230℃，恒温5小时后空冷至室温)后分别测试1#、2#、3#、4#镀锡液的重量，以各组镀锡液氧化前后的增重率来表征其抗氧化性能，试验结果如表2所示。对上述1#、2#、3#、4#镀锡液在铜表面的润湿性进行检测，以镀锡液在无氧紫铜表面的铺展面积来表征，测试方法同实施例1，测试结果见表2。对上述1#、2#、3#、4#镀锡液的试件熔点、屈服强度和抗拉强度进行测试，测试方法同实施例1，测试结果见表2。表2镀锡液编号1#2#3#4#3h氧化后的增重量(g)0.1960.3010.2720.350铺展相对面积(％)75165102100屈服强度(MPa)65656565抗拉强度(MPa)190190190190熔点(℃)183183183183由表2可知，镀锡液中加入钇或铋或磷，均对镀锡液的抗氧化性能有小幅度的提升。对比实施例1的氧化试验结果可知，本申请的基于钇铋磷的抗氧化镀锡液的抗氧化性能明显优于单独加入钇、铋、磷后镀本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于钇铋磷的抗氧化镀锡液，其特征在于，包含以下成分：钇、铋、磷、锡。

【技术特征摘要】
1.一种基于钇铋磷的抗氧化镀锡液，其特征在于，包含以下成分：钇、铋、磷、锡。2.根据权利要求1所述的基于钇铋磷的抗氧化镀锡液，其特征在于，以所述锡的重量为基准，所述钇的重量百分比为0.005％-0.02％，所述铋的重量百分比为0.004％-0.05％，所述磷的重量百分比为0.01％-0.05％。3.根据权利要求2所述的基于钇铋磷的抗氧化镀锡液，其特征在于，所述钇的重量百分比为0.01％-0.02％。4.根据权利要求2所述的基于钇铋磷的抗氧化镀锡液，其特征在于，所述铋的重量百分比为0.01％-0...

【专利技术属性】
技术研发人员：张辉，陈庆谊，年有权，孟瑜，李少萌，成佳佳，刘艳洁，孔伊莎，
申请(专利权)人：西安泰力松新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61