專利名稱：低溫鋁焊料及其制造方法
技術領域：
本發明涉及低溫鋁焊料及其配制方法。
鋁及鋁合金應用日益廣泛，但鋁薄片或其超薄片的焊接幾乎很少人過問。
中國專利文獻CN1125167A研究出了一種鑄鋁釬熔焊的方法。在焊接時必須將各類鑄造鋁合金焊接部位清理干凈，涂上一層鑄鋁焊劑，在涂有鑄鋁焊劑的外圍用氧—乙炔火焰加熱至250～420℃，使鑄鋁焊劑反應后變成灰白色，用石棉布或玻璃絲布擦去反應后的熔渣，顯出一層銀白色的鋅錫合金，趁熱涂上一層石蠟，再將焊錫料鍍焊上一層，再選用鋁母線做焊絲，以氧—乙炔火焰進行焊接。其優點是可以對鋁硅鑄鋁、鋁銅鑄鋁、鋁鎂鑄鋁、鋁鋅鑄鋁進行焊接。其缺點是焊接的工藝過程太長，又必須用鑄鋁焊劑。
中國專利文獻CN1123727A也曾介紹了采用鋁基釬料，氯化物與氟化物作為熔焊劑進行釬焊，最常用的是鋁硅合金為釬料，氟化鋁與氟化鉀的混合物為熔焊劑，其缺點仍需要熔焊劑。
當然對有一定厚度的鋁片可以用氬弧焊進行鋁的焊接。
但是，上述所有的焊接方法和焊料對鋁薄片或微米級厚度的超薄的鋁膜焊接無能為力，用上述方法進行焊接或是使被焊材料變形或者是使被焊材料毀壞，所以對鋁薄片或微米級厚度的超薄鋁膜焊接是本技術領域待解決的技術難題。
本發明的目的就在于研制出能焊接鋁薄片，特別是對微米級厚度的超薄鋁膜進行焊接用的低溫鋁焊料。
本發明的另一個目的就在于研究出能焊接鋁薄片，特別是對微米級厚度的超薄鋁膜進行焊接的低溫鋁焊料的制備方法。
本發明的一種低溫鋁焊料，含有n×(20～62)克鉛，n×(30～80)克錫，n×(0.5～4)克銻，n×(0.5～10)克鎘，n×(0.5～20)克銦，n×(0.5～20)克鋅，n為一個正有理數。
n又以正整數為佳。
本發明的一種低溫鋁焊料的制造方法，以n×(20～62)克鉛，n×(30～80)克錫，n×(0.5～4)克銻，n×(0.5～10)克鎘，n×(0.5～20)克銦，n×(0.5～20)克鋅為原料，n為任一個正有理數，將需要量的鉛(Pb)、錫(Sn)熔化后，攪拌10-120分鐘，于攪拌下在280-340℃的溫度下加入需要量的銻(Sb)、鎘(Cd)、銦(In)、鋅(Zn)，使金屬原料全部熔化完全，充分攪拌均勻。
將攪拌均勻的產品低溫鋁焊料從容器中傾倒出來制成片狀或絲狀。所用容器和攪拌棒可由不銹鋼材料制成。攪拌時其攪拌的速度的大小與產品的質量無關。攪拌的目的是把原料混合均勻。為了便于計算原料量，n的數值最好為一個正整數。
在制造低溫鋁焊料時，以在327～400℃首先將需要量的鉛熔化后，在攪拌下加入需要量的錫，將錫熔化后，攪拌10～60分鐘，在攪拌下于280～340℃的溫度，依次加入需要量的銻、鎘、銦、鋅，待前一個金屬原料熔化后，再加入下一個金屬原料，直到將金屬原料鋅加完，使全部金屬原料熔化后，充分攪拌均勻為好，充分攪拌的時間一般為20～60分鐘。
所選用的金屬原料鉛、錫、銻、鎘、銦、鋅的純度為二個九以上的純度。將金屬原料切割成小片或小塊，用含有0.1～2％，重量百分數，的洗滌靈水溶液清洗，再用水清洗后，于50-110℃的溫度下烘干。所用的水為蒸餾水、去離子水。
生產出來的低溫鋁焊料的熔點為156～180℃。
使用本發明的低溫鋁焊料進行焊接時，焊接方法很簡便，若被焊接物較厚，首先將被焊物的待焊接處的表面氧化物除去，用大電烙鐵直接將其焊接即可。若焊接的是鋁薄片，微米級厚度的超薄鋁膜，直接用小電烙鐵焊接即可。
本發明的優點就在于1.本發明的低溫鋁焊料不需要任何助焊劑，用普通的電烙鐵就可以直接對鋁—鋁、鋁—銅、鋁—鐵等材料上進行焊接，由于本發明的焊料熔點為156～180℃，可以對鋁薄片、微米級厚度的超薄鋁膜進行焊接，而不變形。
2.本發明的低溫鋁焊料浸潤性特別強，在玻璃表面上可以涂層，粘附住該焊料。
3.本發明的低溫鋁焊料的制造方法簡便，易行。
4.用本發明的低溫鋁焊料進行焊接時，焊接工藝流程簡便，降低了焊接成本。
用以下實施例對本發明作進一步的說明，將有助于對本發明及其優點的理解，本發明不受這些實施例的限定，本發明的保護范圍由權利要求書來決定。
實施例1本實施例中的低溫鋁焊料含有20克鉛、57克錫、1.5克銻、1.2克鎘、5克銦、15克鋅，n為1。
所用上述的金屬原料其純度為99.5％，切成小塊用0.5％金魚牌洗滌靈的水溶液將其清洗，再用去離子水清洗干凈后于70℃烘干待用。
將切成小塊的20克鉛于330±3℃使其熔化，在攪拌下加入57克錫，將錫熔化后，攪拌15分鐘，在攪拌下于295±3℃的溫度下，加入1.5克銻，待銻完全熔解后加入1.2克鎘，待鎘熔化完全后，加入5克銦，待銦熔化完全后加入15克鋅，待鋅完全熔化后，繼續攪拌30分鐘充分攪拌混合均勻。所生產出的產品熔點為156℃。
太陽電池背電極為1微米左右的厚度的鋁膜，需要焊接銅導電引線，將20瓦電烙鐵(或6瓦恒溫電烙鐵)的烙鐵頭刮凈，涂上本實施例的低溫鋁焊料，在鋁膜被焊處輕輕涂抹兩下，低溫鋁焊料就在鋁膜上形成一個浸潤的光亮的焊結點，然后用預先鍍過錫的銅導線用本實施的低溫鋁焊料或焊錫焊出電極導線，其電學性能達到要求。1微米左右厚度的鋁膜(太陽電池電極)上焊點1.5×5.5平方毫米，其法向受力7.5公斤，切向受力7.5公斤均未受到破壞，其強度也達到要求。
實施例2本實施例的操作方法基本與實施例1相同，唯不同的是本實施例中的低溫鋁焊料含有32克鉛、53克錫、1.0克銻、0.5克鎘、2克銦、12克鋅。n為1。
將32克鉛、53克錫熔化完全后，攪拌30分鐘，在攪拌下于300±3℃的溫度下加入1.0克銻、0.5克鎘、2克銦、12克鋅，使所有的金屬原料全部熔化完全，充分攪拌均勻，所生產出的產品熔點為175℃。
將待焊接的鋁片與銅片(或鐵片)在焊接前，將待焊接處刮凈除去表面的氧化物，將銅片(或鐵片)預先掛上焊錫待用，用電烙鐵將本實施例的低溫鋁焊料均勻地涂在鋁片上，形成浸潤性焊結點，最后用焊錫將銅片(或鐵片)與鋁片的焊結點焊接到一起。
權利要求
1.一種低溫鋁焊料，其特征是，含有n×(20～62)克鉛，n×(30～80)克錫，n×(0.5～4)克銻，n×(0.5～10)克鎘，n×(0.5～20)克銦，n×(0.5～20)克鋅，n為一個正有理數。
2.根據權利要求1的一種低溫鋁焊料，其特征是，n為一個正整數。
3.一種低溫鋁焊料的制造方法，其特征是，1)以n×(20～62)克鉛，n×(30～80)克錫，n×(0.5～4)克銻，n×(0.5～10)克鎘，n×(0.5～20)克銦，n×(0.5～20)克鋅為原料，2)n為一個正有理數，3)將需要量的鉛、錫熔化后，攪拌10～120分鐘，于攪拌下在280～340℃的溫度下加入需要量的銻、鎘、銦、鋅，使金屬原料全部熔化完全，充分攪拌均勻。
4.根據權利要求3的一種低溫鋁焊料的制造方法，其特征是，n的數值為一個正整數。
5.根據權利要求3的一種低溫鋁焊料的制造方法，其特征是，在327～400℃首先將需要量的鉛熔化后，在攪拌下加入需要量的錫，將錫熔化后，攪拌10～60分鐘，在攪拌下于280～340℃的溫度，依次加入需要量的銻、鎘、銦、鋅，待前一個金屬原料熔化后，再加入下一個金屬原料，直至將金屬原料鋅加完，使全部金屬原料熔化后，攪拌20-60分鐘。
6.根據權利要求3的一種低溫鋁焊料的制造方法，其特征是，金屬原料鉛、錫、銻、鎘、銦、鋅的純度為二個九以上。
7.根據權利要求3的一種低溫鋁焊料的制造方法，其特征是，將金屬原料切割成小片或小塊，用含有0.1～2％，重量百分數，的洗滌靈水溶液清洗，再用水清洗后，于50-110℃的溫度下烘干。
全文摘要
本發明涉及低溫鋁焊料及其制造方法。該焊料含有鉛、錫、銻、鎘、銦、鋅。其制法是首先將鉛、錫熔化后,攪拌10～120分鐘,于攪拌下在280～340℃的溫度下加入需要量的銻、鎘、銦、鋅,使金屬原料全部熔化完全,充分攪拌均勻。本發明的低溫鋁焊料浸潤性強,不需要任何助焊劑,可以對鋁薄片、微米級厚度的超薄鋁膜進行焊接,不變形。
文檔編號B23K35/28GK1197713SQ97104170
公開日1998年11月4日 申請日期1997年4月29日 優先權日1997年4月29日
發明者左其培 申請人:北京有色金屬研究總院