本发明涉及一种焊点的制备方法,具体是一种低熔点钎料焊点的制备方法。
背景技术:
目前,由于sn基钎料具有较低熔点、良好的润湿性,已成为研究的热点。在sn基钎料中,因sn-bi系钎料具有低熔点低、良好的润湿性、优良的力学性能好以及低成本等优点而受到许多研究者的关注,被认为是传统sn-pb钎料的理想替代品。但与sn-pb钎料相比,由于bi元素本身的脆性比较大,如果bi原子过量,将会因bi原子的聚集降低sn-bi焊点的抗拉强度和塑性,因此了阻碍sn-bi钎料的应用。为改善sn-bi基钎料的性能,获得综合性能优越的无铅钎料焊点,本专利采用添加微量合金元素ag和cu来改善接头的性能。目前应用研究的主要无铅焊料均有各种各样的不足,在实际焊接生产过程中有不少隐患,产生这些问题的最根本原因是熔点过高,润湿性差。
技术实现要素:
本发明的目的在于提供一种低熔点钎料焊点的制备方法,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种低熔点钎料焊点的制备方法,包括以下步骤:
(1)铜丝切取及端面打磨
切割及矫直:将纯度为99.99%的铜丝采用线切割剪切成等长度的金属棒后,采用手工拉直或铝质平板搓直的方式对铜丝进行矫直;
固化:将切取的铜丝插入硬质塑胶管内,直至塞满为止,采用轻击大理石实验台的方式使铜丝一侧端面齐平,并用细线将其箍紧,然后使用贴装胶将铜丝另一端固化,严格控制固化长度;
端面打磨:依次使用600、1000、2000、3000号砂纸打磨铜丝端面,之后对铜丝端面进行抛光,抛光过程中使用适量的研磨膏便于表面光洁,直到研磨端面与水平面垂直;
铜丝清洗:将端面磨平的铜丝放在超声波清洗器中用无水酒精进行超声清洗,以获得端面平整而洁净的铜丝待用;
(2)钎料的切取
熔炼:熔炼前,将原料高纯度金属sn粒、ag粒、铜丝与纯bi粒均用丙酮、酒精清洗干净;熔炼时,将质量比1.3:1.0的kcl-licl共晶盐置于陶瓷坩埚中,在1200℃高温井式电炉中加热至熔化,然后将精密电子平称量的sn粒放入炉中熔炼,待其熔化后,再分别放入按指定比例称好的ag粒、铜丝、bi,钎料熔炼温度为495-505℃,保温2h,每隔30min搅拌1min;熔炼完成后,浇铸至制备好的模具中,空冷至室温待用;
切取:将熔炼后的钎料采用专用工具切割成重量约为0.095-0.105g的若干份等量钎料,并将其压成等厚的薄片状,然后将片状钎料放在酒精溶液清洗10分钟,再在丙酮溶液中清洗5分钟,取出后风干10分钟,置于干燥皿中待用;
(3)回流焊钎焊
钎焊:先将步骤(2)切取好的片状钎料钎料置于接头缝隙中,滴入少量的松香酒精钎剂1-2滴,将载有待焊铜丝与钎料的铝板夹具置于封闭平板电炉上,在再流焊条件下制备焊点;
焊点打磨:先使用较粗的砂纸将焊点的余高打磨掉,在打磨过程中将铜丝部位用胶带缠起避免磨损,之后依次采用1500、2000、2500、3000和5000号砂纸将焊点精细打磨。
作为本发明进一步的方案:步骤(1)切割及矫直中所述铝质平板表面粘贴一层厚度为0.05mm-0.10mm的透明胶带。
作为本发明再进一步的方案:步骤(1)固化中箍紧处距离研磨端面3-5mm。
作为本发明再进一步的方案:步骤(1)固化中所述贴装胶为环氧树脂与二次乙基三胺质量比为5:1的混合物或者ab胶。
作为本发明再进一步的方案:步骤(3)钎焊中所述的钎剂为添加了5%zncl2松香酒精钎剂。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明的方法使焊接组织更加均匀细小,熔点低,焊点的抗拉强度提高,润湿角减小,润湿性提高。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明实施例中,以铜丝/钎料/铜丝为例,介绍一种低熔点钎料焊点的制备方法,焊点的制备过程主要包括铜丝的切取及端面打磨、钎料的切取、回流焊钎焊三个步骤。
具体步骤如下:
(1)铜丝切取及端面打磨
切割及矫直:将纯度为99.99%的铜丝采用线切割剪切成等长度的金属棒后,采用手工拉直或铝质平板搓直(为了防止擦伤铜丝表面,需在铝板表面粘贴一层厚度约0.05mm-0.1mm的透明胶带)的方式对铜丝进行矫直;
固化:为方便打磨铜丝端面,将切取的铜丝插入硬质塑胶管内,直至塞满为止,采用轻击大理石实验台的方式使铜丝一侧端面齐平,并用细线将其箍紧(注意:箍紧处要距离研磨端面3-5mm),然后使用贴装胶(环氧树脂与二次乙基三胺质量比约为5:1或者ab胶)将铜丝另一端固化,为保证铜丝较易取下,需严格控制固化长度;
端面打磨:依次使用600、1000、2000、3000号砂纸打磨铜丝端面,之后对铜丝端面进行抛光,抛光过程中可使用适量的研磨膏便于表面光洁,以保证润湿过程不受铜丝表面粗糙度的影响,直到研磨端面与水平面垂直;
铜丝清洗:将端面磨平的铜丝放在超声波清洗器中用无水酒精进行超声清洗,以获得端面平整而洁净的铜丝待用;
(2)钎料的切取
熔炼:熔炼前,所有原料(包括高纯度金属sn粒、ag粒、铜丝与纯bi粒)均用丙酮、酒精清洗干净;熔炼时,将质量比1.3:1.0的kc1-lici共晶盐置于陶瓷坩埚中,在1200℃高温井式电炉(hlj-12g)中加热至熔化,然后将精密电子平称量的sn粒放入炉中熔炼,待其熔化后,再分别放入按指定比例称好的ag粒、铜丝、bi,钎料熔炼温度为495-505℃,保温2h,每隔30min搅拌1min;熔炼完成后,浇铸至制备好的模具中,空冷至室温待用;
切取:将熔炼后的钎料采用专用工具切割成,若干份等量钎料,切好的钎料约为o.lg(误差控制在±0.005克以内),然后将钎料放在酒精溶液清洗10分钟,然后在丙酮溶液中清洗5分钟,取出后风干10分钟,置于干燥皿中待用;
(3)回流焊钎焊
钎焊:先将步骤(2)切取好的片状钎料置于接头缝隙中,滴入少量的松香酒精钎剂(5%zncl2)1-2滴,将载有待焊铜丝与钎料的铝板夹具置于封闭平板电炉上,在再流焊条件下制备焊点;
焊点打磨:先使用较粗的砂纸将焊点的余高打磨掉,在打磨过程中可以将铜丝部位用胶带缠起避免磨损,之后依次采用1500,2000,2500,3000,5000号砂纸将焊点精细打磨。
对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。