一种金锡合金焊料的简易熔炼方法技术

本发明专利技术提供了一种金锡合金焊料的简易熔炼方法，属于贵金属合金焊料制备技术领域。本发明专利技术首先在坩埚中加入油，将坩埚加热到300～320℃，在坩埚内形成油封，再将金料、锡料放入加热的坩埚并充分搅拌，待形成熔融态金锡合金液体后，将熔融态金锡合金液体倒入模具中即可。本发明专利技术在熔炼温度为300～320℃的条件下，制得的金锡焊料成分精确，焊接温度稳定在280℃，并且简化了金锡焊料的制备过程，降低了熔炼能耗，适于金锡合金焊料的批量化生产。适于金锡合金焊料的批量化生产。

【技术实现步骤摘要】
一种金锡合金焊料的简易熔炼方法


[0001]本专利技术涉及贵金属合金焊料制备
，尤其涉及一种金锡合金焊料的简易熔炼方法。

技术介绍

[0002]金锡合金(Au80Sn20)焊料，又称为金锡共晶焊料，因为其具有焊接温度适中、焊接强度高、耐腐蚀性强、热导率高、热膨胀系数匹配性好、抗氧化能力强、抗蠕变性强、无需助焊剂等优势，被广泛应用于大功率激光器、射频发射器、光通讯和大功率光电子器件等领域，并且适合用于航空航天、军工、5G、智能探测器等行业的电子器件封装。
[0003]目前金锡合金焊料制备方法大致可以分成三类：叠层法、铸造法、电镀沉积法。铸造法较其他两种工艺更有优势，能够较好地克服叠层法不能完全实现金锡合金化的问题，也能够解决电镀沉积法速率慢、箔材厚度受限、缺乏灵活性等问题。
[0004]现有技术中CN102251140B、CN111363935A、CN103938013A等诸多专利技术，在制备金锡合金(Au80Sn20)过程中，均须在真空或充满惰性气体的环境中熔炼，并且熔炼温度高于350℃。
[0005]因此，开发一种熔炼温度低、焊接温度曲线稳定的金锡合金焊料的简易熔炼方法具有重要意义。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种金锡合金焊料的简易熔炼方法，解决了现有技术中金锡合金焊料熔炼温度高、焊接温度曲线不稳定的技术问题。
[0007]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0008]本专利技术提供了一种金锡合金焊料的简易熔炼方法，包括以下步骤：
[0009](1)在坩埚中加入油，将加了油的坩埚加热到300～320℃，在坩埚内形成油封；
[0010](2)将金料、锡料放入加热的坩埚并充分搅拌，待形成熔融态金锡合金液体后，将熔融态金锡合金液体倒入模具中即可。
[0011]进一步的，所述步骤(1)的坩埚包括钛合金坩埚、石英坩埚或石墨坩埚。
[0012]进一步的，所述步骤(1)坩埚中加入的油包括植物油、动物油或矿物油。
[0013]进一步的，所述植物油包括大豆油、菜籽油、棉籽油或玉米油。
[0014]进一步的，所述动物油包括猪油、牛油或鱼油。
[0015]进一步的，所述矿物油包括轻质矿物油或重质矿物油。
[0016]进一步的，所述步骤(1)中形成油封时油膜的厚度为1～3cm。
[0017]进一步的，所述步骤(2)的模具包括钛合金模具、石英模具或石墨模具。
[0018]进一步的，所述步骤(2)中金料、锡料的纯度≥99.999％。
[0019]本专利技术的有益效果：
[0020](1)本专利技术所提供的熔炼方法得到的金锡焊料为金锡共晶合金，其焊接温度曲线
稳定在280℃，能够很好地满足大功率激光器、射频发射器、光通讯、大功率光电子器件和晶体振荡器等精密封装的要求。
[0021](2)本专利技术所提供的熔炼方法无需在真空或惰性气体的熔炼环境中进行，并且熔炼温度为300～320℃，低于现有技术中的熔炼温度(350℃以上)，极大简化了金锡熔炼工艺、降低了能耗，同时避免金锡熔炼时被氧化，适于金锡合金焊料的批量化生产。
具体实施方式
[0022]本专利技术提供了一种金锡合金焊料的简易熔炼方法，包括以下步骤：
[0023](1)在坩埚中加入油，将加了油的坩埚加热到300～320℃，在坩埚内形成油封；
[0024](2)将金料、锡料放入加热的坩埚并充分搅拌，待形成熔融态金锡合金液体后，将熔融态金锡合金液体倒入模具中即可。
[0025]在本专利技术中，所述步骤(1)的坩埚包括钛合金坩埚、石英坩埚或石墨坩埚，优选为石英坩埚或石墨坩埚，进一步优选为石墨坩埚。
[0026]在本专利技术中，所述步骤(1)坩埚中加入的油包括植物油、动物油或矿物油，优选为植物油或矿物油，进一步优选为植物油。
[0027]在本专利技术中，所述植物油包括大豆油、菜籽油、棉籽油或玉米油，优选为大豆油、菜籽油或棉籽油，进一步优选为大豆油或菜籽油。
[0028]在本专利技术中，所述动物油包括猪油、牛油或鱼油，优选为猪油或牛油，进一步优选为牛油。
[0029]在本专利技术中，所述矿物油包括轻质矿物油或重质矿物油，优选为重质矿物油。
[0030]本专利技术在将金料和锡料加入到坩埚中后，优选对金料、锡料进行搅拌，搅拌的方式包括机械晃动搅拌、石英棒搅拌或电磁搅拌。
[0031]在本专利技术中，将坩埚加热到300～320℃，优选为310℃。
[0032]在本专利技术中，所述步骤(1)中形成油封时油膜的厚度为1
‑
3cm，优选为1.5cm。
[0033]在本专利技术中，所述步骤(2)的模具包括钛合金模具、石英模具或石墨模具，优选为石英模具或石墨模具，进一步优选为石墨模具。
[0034]本专利技术中所述步骤(2)中金料、锡料的纯度优选≥99.999％。
[0035]下面结合实施例对本专利技术提供的技术方案进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本专利技术保护范围的限定。
[0036]实施例1
[0037]首先称量纯度为99.999％的金料80g，纯度为99.999％的锡料20g，在钛合金坩埚中加入重质矿物油后，将坩埚置于电阻加热器上加热到300℃，将称量好的金料、锡料放入坩埚中，坩埚中已加入的重质矿物油形成1cm的油膜，对坩埚中的物料进行电磁搅拌，直至金料和锡料形成熔融态的金锡合金液体，将坩埚中的金锡合金液体和重质矿物油倒入钛合金模具中，关闭电阻加热器。
[0038]实施例1所制得的金锡合金焊料，其性能参数分别为：Au元素含量80.08％，Sn元素含量19.92％，焊料熔点278.05℃。
[0039]实施例2
[0040]首先称量纯度为99.999％的金料80g，纯度为99.999％的锡料20g，在石英坩埚中
加入牛油后，将坩埚置于电阻加热器上加热到320℃，将称量好的金料、锡料放入坩埚中，坩埚中已加入的牛油形成2cm的油膜，对坩埚中的物料进行机械晃动搅拌，直至金料和锡料形成熔融态的金锡合金液体，将坩埚中的金锡合金液体和牛油倒入石英模具中，关闭电阻加热器。
[0041]实施例2所制得的金锡合金焊料，其性能参数分别为：Au元素含量80.10％，Sn元素含量19.90％，焊料熔点278.06℃。
[0042]实施例3
[0043]首先称量纯度为99.999％的金料80g，纯度为99.999％的锡料20g，在石墨坩埚中加入菜籽油后，将坩埚置于电阻加热器上加热到310℃，将称量好的金料、锡料放入坩埚中，坩埚中已加入的菜籽油形成1.5cm的油膜，对坩埚中的物料进行石英棒搅拌，直至金料和锡料形成熔融态的金锡合金液体，将坩埚中的金锡合金液体和菜籽油倒入石墨模具中，关闭电阻加热器。
[0044]实施例3所制得的金锡合金焊料，其性能参数分别为：Au元素含量80.05％，Sn元素含量19.95％，焊料熔点278本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金锡合金焊料的简易熔炼方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)在坩埚中加入油，将加了油的坩埚加热到300～320℃，在坩埚内形成油封；(2)将金料、锡料放入加热的坩埚并充分搅拌，待形成熔融态金锡合金液体后，将熔融态金锡合金液体倒入模具中即可。2.根据权利要求1所述一种金锡合金焊料的简易熔炼方法，其特征在于，所述步骤(1)的坩埚包括钛合金坩埚、石英坩埚或石墨坩埚。3.根据权利要求2所述一种金锡合金焊料的简易熔炼方法，其特征在于，所述步骤(1)坩埚中加入的油包括植物油、动物油或矿物油。4.根据权利要求3所述一种金锡合金焊料的简易熔炼方法，其特征在于，所述植物油包括大豆油、菜籽油、棉籽...

【专利技术属性】
技术研发人员：林尧伟，华伟，庄成锋，林俊羽，
申请(专利权)人：林尧伟，
类型：发明
国别省市：