用于玻璃的无铅焊料组合物制造技术

本发明专利技术提供用于玻璃的无铅焊料组合物。用于玻璃的无铅焊料组合物包括铟、锌和锡。铟（In）在约30.0wt%～约60wt%的范围内。锌（Zn）在约0.01wt%～约11.0wt%的范围内。锡（Sn）作为剩余组分包含于其中。

【技术实现步骤摘要】
用于玻璃的无铅焊料组合物
本专利技术涉及用于玻璃的无铅焊料组合物。更具体地，本专利技术涉及环保型的用于玻璃的无铅焊料组合物，其没有重金属例如铅，并且防止在车辆运行中玻璃开裂。
技术介绍
通常而言，玻璃用在车辆的所有侧，以保证驾驶员对道路和周边环境的视野。具体而言，用在车辆的前侧(例如，挡风玻璃)和后侧(后窗玻璃)的玻璃通常要承载其他的车辆功能性，例如，与挡风玻璃相关的除霜器、无线电天线等，以及与后窗玻璃相关的加热元件、天线等。为了向车窗提供这些类型的功能性，有必要提供电连接用于电力供应和电信号传导。为了向车辆的玻璃窗稳定地供电，用于从电池向形成于玻璃表面上/内的电极供应电力的端子必须被焊接。不幸的是，端子和玻璃是由热膨胀系数显著不同的不同材料构成。在范围可为约-40°C?约+105°C的车辆运行温度下，这些材料的热膨胀率差异可能引起玻璃开裂。因此，通常将软金属铅(Pb)加到玻璃用焊料中，以分散在玻璃和端子之间出现的热应力。例如，在挡风玻璃的情况下，加热元件电线布置在玻璃的下部以防止雨刮器在冬季冻住。在侧窗玻璃的情况下，天线可以布置在车辆例如厢式货车的侧窗玻璃上。相似地，在后窗玻璃的情况下，可以布置加热电线、天线等。通常通过印刷包含银(Ag)作为主成分的浆料并在玻璃中烧结浆料来形成加热元件电线和天线。加热元件电线和天线与端子焊接在一起用于电连接。目前，常规使用含铅焊料，即包含有大量铅(Pb)的焊料，例如锡(Sn) -62铅(Pb) -3银(Ag) -10铋(Bi)组合物。近来，由于化石燃料例如汽油或重油的使用增加，大量的SOx和NOx被释放到大气中。这些空气中的污染物具有降低雨的pH的作用，造成酸雨。不幸的是，当酸雨与地面上电子设备的焊接部分接触时，可能使铅从铅-锡合金焊料中熔出，并渗透到地下，从而地下水被重金属(例如Pb)污染。这些重金属污染可能在摄入污水的人体中引起多种健康问题，例如铅中毒。因此，需要无铅焊料。在无铅焊料的情况下，通常使用基于三种元素(Sn-Ag-Cu)的焊料例如锡(Sn)-3.0银(Ag)-0.5铜(Cu)组合物。不幸的是，该组合物在玻璃-金属应用中具有局限性，由于高温下熔融的无铅焊料在焊接过程中在玻璃基板中变硬时所产生的应力，玻璃会发生开裂。这是由玻璃与含有锡(Sn)和其他金属的合金之间的膨胀系数差而造成的。并且，美国专利第6，253，988号公开用于车辆玻璃应用的锡(Sn)-银(Ag)-铜(Cu)-铟(In)组合物的基于4种元素的无铅焊料组合物，其提供锡(Sn)-4.5银(Ag)-0.5铜(Cu)-65铟(In)的组合物。不幸的是，该组合物的商业价值有限，因为其包含显著水平的铟(In)和银(Ag)，成本非常高。
技术实现思路
本专利技术提供玻璃用的无铅焊料组合物，其具有多个优点，包括:降低的/消除的毒性、优化的可湿性，并且防止焊接的端子部分的玻璃开裂，以及增加的粘合強度。在ー个方面，本专利技术提供玻璃用的无铅焊料组合物，包含:约30.0wt%?约60wt%的铟(In);约0.01wt%?约11.0wt%的锌(Zn);以及作为剩余组分的锡(Sn)。在示例性实施方式中，组合物还可包含ー种或多种选自铜(Cu)、锰(Mn)和镍(Ni)的元素。在另ー个示例性实施方式中，组合物还可包含约0.lwt%?约3.0wt%的铜(Cu)。在另ー个示例性实施方式中，组合物还可包含约0.01wt%?0.5wt%的猛(Mn)。在另ー个示例性实施方式中，组合物还可包含约0.01wt%?约0.5wt%的镇(Ni)。在另ー个示例性实施方式中，组合物可被制备为用于制造选自焊膏、焊球、软焊棒(solder bar)、焊丝、焊料凸点(solder bump)、焊板、焊粉、焊块(solder pellet)、焊接颗粒、焊带(solder ribbon)、焊料垫圈(solder washer)和焊接环的一种或多种焊料预成型件。本专利技术的其他方面和示例性实施方式在下文中讨论。【具体实施方式】下面将详细地參照本专利技术的各个实施方式，其实施例在附图中图示，并在下文加以描述。尽管将结合示例性实施方式描述本专利技术，但应当理解，本说明书无意于将本专利技术局限于这些示例性实施方式。相反，本专利技术不仅要涵盖这些示例性实施方式，还要涵盖由所附权利要求所限定的本专利技术的精神和范围内的各种替代形式、修改、等效形式和其它实施方式。应理解，本文使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语包括通常的机动车，例如，包括多功能运动车(SUV)、公共汽车、卡车、各种商务车的客车，包括各种船只和船舶的水运工具，飞行器等等，并且包括混合动カ车、电动车、插入式混合电动车、氢动力车和其它代用燃料车(例如，来源于石油以外的资源的燃料)。如本文所提到的，混合动カ车是具有两种或多种动カ源的车辆，例如，具有汽油动力和电动カ的车辆。本文中提供的范围应理解为该范围内所有数值的简写。例如，I?50的范围应理解为包括选自 1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、或50、以及所有介于上述整数之间的小数值(例如，1.1,1.2,1.3,1.4,1.5,1.6,1.7,1.8、和1.9)的任何数字、数字的组合、或子范围。关于子范围，具体考虑从范围内的任意端点开始延伸的“嵌套的子范国”。例如，I?50的示例性范围的嵌套子范围可以包括ー个方向上的I?10、1?20、1?30和I?40，或在另一方向上的50?40、50?30、50?20和50?10。除非具体说明或从上下文明显得到，否则本文所用的术语“约”理解为在本领域的正常容许范围内，例如在均值的2个标准差范围内。“约”可以理解为在所述数值的10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、1%、0.5%、0.1%、0.05%或0.01% 内。除非另外从上下文清楚得到，本文提供的所有数值都由术语“约”修饰。本专利技术涉及玻璃用的无铅焊料组合物，其为包含锡(Sn)-铟(In)-锌(Zn)的基于3种元素的焊料的环境友好型无毒焊料组合物，其使接合点玻璃开裂特性、焊料的熔点和粘合强度最优。考虑焊料相对于玻璃基板的可湿性和可使用性特性以及焊料对抗机械冲击的可靠性来形成本专利技术的无铅焊料组合物，这些特性与常规的含铅焊料相同或优于常规含铅焊料。具体地，本专利技术可以提供用于玻璃的基于3种元素(锡(Sn)-铟(In)-锌(Zn))的无铅焊料组合物，其可包括约30.0wt%?约60.0wt%的铟(In)、约0.01wt%?11.0wt%的锌(Zn)和作为剩余组分的锡(Sn )。在无铅焊料组合物中，锡(Sn)是无铅焊料合金的主要组分，其无毒且能够容易地与其他金属形成合金，并且使相对于用于粘合的基材的可湿性增加。并且，在无铅焊料组合物中，可以包括约30.0wt%?约60.0wt%的铟(In)。当以少于约30.0wt%的水平添加铟(In)时，焊料的柔软度可能降低而在焊接到玻璃板的过程中引起玻璃开裂。当以大于约60.0wt%的水平添加铟(In)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种组合物，包括：铟（In）；锌（Zn）；和锡（Sn）。

【技术特征摘要】
2012.08.13 KR 10-2012-00881781.一种组合物，包括: 铟(In)； 锌(Zn);和 锡(Sn)。2.根据权利要求1所述的组合物,其中In的含量在约30.0wt%~约60.0wt%的范围内。3.根据权利要求1所述的组合物,其中Zn的含量在约0.01wt%~约11.0wt%的范围内。4.根据权利要求1所述的组合物,其中In的含量在约30.0wt%~约60.0wt%的范围内且Zn的含量在约0.01wt%~约11.0wt%的范围内。5.根据权利要求4所述的组合物，其中Sn的含量在约69.99wt%~约29wt%的范围内。6.根据权利要求1所述的组合物，还包括一种或多种选自铜(Cu)、锰(Mn)和镍(Ni)的元素。7.根据权利要求1所述的组合物，还包括含量在约0.lwt%~约3.0wt%的范围内的铜(Cu)。8.根据权利要求1所述的组合物，还包括含量在约0.01wt%~0.5wt%的范围内的猛(Mn)。·9.根据权利要求1所述的组合物，还包括含量在约0.01wt%~约0.5wt%的范围内的镍(Ni)。10.根据权利要求1所述的组合物，其中所...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁海元，朴炫达，李泰承，金承奎，朱洪鲁，尹镐俊，朴民豪，李柱东，郑铉采，李善明，
申请(专利权)人：现代自动车株式会社，起亚自动车株式会社，韩国汽车玻璃株式会社，喜星素材株式会社，
类型：发明
国别省市：