專利名稱：焊接方法和補充焊料合金的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種焊接方法和焊料合金，特別是一種在控制熔融焊料浴中氧化抑制元素的濃度的同時進行焊接的方法和一種補充浴中焊料的焊料合金。
背景技術(shù)：
在將電子零件放置在電子設(shè)備的印刷電路板上時使用焊料合金。考慮對電子零件和印刷電路板的熱影響、可加工性能和連接后的可靠性能，使用具有各種組成的焊料合金。
有這些焊料合金使用的焊接方法的一個代表性例子是使用熔融焊料浴的流動焊接方法。
流動焊接方法是一種在印刷電路板的放置電子零件的一側(cè)的整個表面上施用助熔劑之后進行預(yù)加熱和使印刷電路板的一側(cè)接觸熔融焊料浴的方法。近年來，波動焊接(wave soldering)方法已經(jīng)典型地作為成本重要的批量生產(chǎn)中安裝印刷電路板的方法。這是一種使熔融焊料從噴嘴流出形成熔融焊料的穩(wěn)定波和印刷電路板接觸波的頂端的方法。
在焊接操作中，可能發(fā)生各種焊料缺陷例如未焊部分、橋和空虛處。特別地對于流動焊接方法，由于焊料總在流動，從噴嘴流出的焊料落到噴嘴周圍區(qū)域內(nèi)的浴內(nèi)的靜止區(qū)域。在焊料流體落下的區(qū)域產(chǎn)生湍流，由于氧的夾帶稱為浮渣的氧化物形成。如果浮渣累積在噴嘴附近，熔融焊料波的穩(wěn)定性被干擾，夾帶到焊料波中的部分浮渣粘附在印刷電路板上，這可能導(dǎo)致焊料缺陷，因此必需周期地除去累積在焊料浴表面的浮渣。
甚至當在氧化氣氛中高溫下進行焊接時例如進行尿烷涂布銅線的焊接時使用靜態(tài)焊料浴時，也可以看到浮渣形成的類似問題。
如果大量這樣的浮渣產(chǎn)生，浮渣清除需要的時間和廢棄的焊料量增加，因此運行成本增加。因此從焊料浴的維護和成本角度看，需要降低浮渣的量。
對無鉛焊料，材料成本更高，因此更加需要降低浮渣的量。
為了減少浮渣，作為從焊料合金方面解決該問題的方法，已經(jīng)使用了一種添加有具有氧化抑制作用的元素的脫氧合金。這樣的氧化抑制元素的代表性例子是P。優(yōu)先地和氧反應(yīng)，P具有抑制焊料合金的主要成分Sn或Pb氧化的作用。
P的氧化抑制作用是所謂的犧牲氧化，結(jié)果導(dǎo)致浮渣的抑制。P被選擇性消耗，它在浮渣中的濃度增加，它和浮渣一起排放到焊接槽的外面。因此P即焊料合金中氧化抑制元素的量降低，最終它被完全消耗。
如果焊料合金中氧化抑制元素被完全消耗，浮渣抑制作用消失，因此產(chǎn)生的浮渣的量增加。不僅廢棄的焊料的量增加，而且浮渣引起的焊接缺陷發(fā)生，在流動焊接中總?cè)毕菟俾试黾?，運行成本增加。
在這種方式中，在現(xiàn)有技術(shù)中，已知向焊料浴添加P。但是P對焊料浴的供應(yīng)使用具有比焊料浴中焊料合金的P的預(yù)定濃度更高的P濃度(如0.05-3％P)的脫氧合金，因此即使添加少量的脫氧合金，在補充時鍍浴中P含量有大波動也是不可避免的(見日本公布未審查專利申請昭54-84817)。
另外，還有含有至多50ppm的P(見日本公布未審查專利申請昭55-75893)或含有0.1-1％的P(見日本公布未審查專利申請平11-333589)的焊料合金的例子，但是這些沒有應(yīng)用到補充焊料浴。
關(guān)于氧化抑制元素P，在過去，P濃度被濃縮，當焊料浴中焊料的P濃度降低時，通過裝填少量的有高P濃度的焊料合金恢復(fù)焊料浴中焊料的P濃度。
在焊接槽中，進行大量的印刷電路板的焊接，因此焊料浴中焊料合金粘附到印刷電路板，其量降低。在過去，使用不含P的焊料合金進行焊料降低量的供應(yīng)。即，分別地控制P濃度的降低和焊料合金的降低。結(jié)果，隨著焊料浴中焊料的P降低，加入少量的有高濃度P的焊料合金，隨著焊料浴中焊料的降低，供應(yīng)不含任何P的焊料合金。
在上述情況中，當形成焊料浴的焊料合金已經(jīng)包含P，原認為相同的焊料合金可以用作補充用焊料合金。這相當于供應(yīng)具有和已經(jīng)裝在焊接槽中的焊料合金相同的P含量的焊料合金。但是，在波動焊接的情況中，在焊料浴中存在大的P消耗。如果供應(yīng)具有和焊料浴相同P濃度的焊料合金，相應(yīng)于消耗的P的量的P量不可能被補充。
因此在這種情況中，隨著焊料浴中焊料的P降低，也倒入小量的有高濃度P的脫氧合金以恢復(fù)焊料浴中的P濃度。
事實上，同樣在過去，當焊料浴中氧化抑制元素被消耗時，如前述使用供應(yīng)相應(yīng)于消耗的氧化抑制元素的量的處理方法。例如將被調(diào)整以具有高濃度的氧化抑制元素的母體合金周期地供應(yīng)給焊料浴，例如每天或每月2-4次，浴中氧化抑制元素的濃度被調(diào)節(jié)。
但是，每次進行這個調(diào)節(jié)操作時，需要進行麻煩的操作例如稱量加入的母體合金的量、加入到槽中和攪拌固定長度的時間，檢驗調(diào)節(jié)后槽中濃度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種例如在流動焊接方法中在焊料浴中焊料合金的氧化成為問題的情況中能抑制焊料浴中焊料合金氧化的焊接方法。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種補充焊料浴的焊料合金，它能穩(wěn)定氧化抑制元素例如象上述的有效地抑制焊料浴中焊料合金氧化的P的供應(yīng)。
在流動焊接方法中，消耗的焊料包括焊接時粘附到印刷電路板的部分和作為浮渣排出到焊接槽的外面的部分，另外的焊料合金以大體上等于這些部分總量的量供應(yīng)給焊料浴。
球形焊料、棒形焊料或線形焊料用作供應(yīng)手段，將其間歇地供應(yīng)以控制焊料浴的液體表面水平。這時，如果僅僅通過添加一定量的焊料合金給焊料浴，槽中P的量總是維持在恒定值，那么就為了調(diào)節(jié)P的量不需要進行另外地加入含P脫氧合金。
本發(fā)明人注意到氧化抑制元素的量的下降率例如因上述P犧牲氧化的P和焊料量的下降率相比是大的，如果P存在大的波動，會對焊接的連接的機械性質(zhì)有大的影響，當焊接的操作條件是恒定的，氧化抑制元素的氧化的量即其量的降低幾乎是恒定的。
另外，如果象過去，氧化抑制元素以含P脫氧合金的形式以合適的次數(shù)供應(yīng)，焊料浴組成波動，結(jié)果氧化抑制元素的量的下降也大大地波動。
因此，使用具有除氧化抑制元素和如果需要還有銅外與焊料合金初始組成相同的組成的焊料合金作為補充焊料合金，和根據(jù)焊料合金量的下降確定另外加入的次數(shù)，焊料浴組成的波動可以最小化。
本發(fā)明人也注意了Sn-Ag基和Sn-Ag-Cu基焊料合金，進一步研究的結(jié)果他們發(fā)現(xiàn)通常地當這些焊料合金用在流動焊接方法中時，約30ppm的P包含在焊料浴中作為氧化抑制元素，這時如果它以約10-20ppm包含在焊料浴中，浮渣的形成和其產(chǎn)生的缺陷被有效地阻止，為了這個目的，含有60-100ppm的P的補充焊料合金可以用作補充焊料合金。
這樣，本發(fā)明如下(1)一種使用焊料浴的焊接方法，在控制浴中氧化抑制元素的濃度在規(guī)定范圍內(nèi)時向所述焊料浴中添加氧化抑制元素以進行焊接，其特征在于使用包括氧化抑制元素和除氧化抑制元素外具有和焊料浴相同的合金組成的焊料合金作為補充焊料合金；找到焊接時焊料浴中氧化抑制元素的下降率；隨著焊接進行，將包含以下降率消耗的氧化抑制元素的下降率相同或更大的比例的氧化抑制元素的補充焊料合金加入到焊料浴中。
(2)一種使用焊料浴的焊接方法，在控制浴中氧化抑制元素的濃度在規(guī)定范圍內(nèi)時向所述焊料浴中添加氧化抑制元素以進行焊接，其特征在于補充焊料浴的焊料合金為包含銅作為合金組分的無鉛焊料合金；包括氧化抑制元素和除氧化抑制元素和銅外具有和焊料浴相同合金組成的焊料合金用作補充焊料合金；找到焊接時焊料浴中氧化抑制元素的下降率；隨著焊接進行，將包含以下降率消耗的氧化抑制元素的下降率相同或更大的比例的氧化抑制元素并且包含銅或不包含銅的補充焊料合金加入到焊料浴中。
(3)如上述(1)中的焊接方法，其特征在于補充焊料合金中的氧化抑制元素具有焊料浴中氧化抑制元素的目標濃度的2-6倍的濃度。
(4)如上述(2)中的焊接方法，其特征在于補充焊料合金中的氧化抑制元素具有焊料浴中氧化抑制元素的目標濃度的2-6倍的濃度。
(5)如上述(1)-(3)中任一個的焊接方法，其特征在于氧化抑制元素為選自由P、Ge、Ga和Ce組成的組中的至少一個元素。
(6)一種關(guān)于包括含Sn和Ag的合金的焊料浴的補充包含上述焊料合金的焊料浴的無鉛焊料合金，其特征在于進一步包含60-100ppm(質(zhì)量)的P。
(7)一種關(guān)于包括含Sn、Ag和Cu的合金的焊料浴的用于補充焊料浴的無鉛焊料合金，其特征在于進一步包含60-100ppm(質(zhì)量)的P。
(8)一種關(guān)于包括含Ag2.5-3.5％(質(zhì)量)、Cu0.2-0.9％(質(zhì)量)和余量的Sn的合金的焊料浴的用于補充焊料浴的無鉛焊料合金，其特征在于進一步包含60-100ppm(質(zhì)量)的P。
在本發(fā)明中，補充焊料合金可以以球形或棒形或線形焊料合金供應(yīng)給焊料浴。
根據(jù)本發(fā)明，隨著焊料浴的消耗僅進行補充焊料合金的另外加入，通常地進行周期地供應(yīng)高濃度的氧化抑制元素的脫氧合金給焊料浴和調(diào)節(jié)焊料浴的濃度的麻煩可以被省略，僅僅通過每天的正常操作，浴中氧化抑制元素可以自動地維持恒定，氧化抑制元素的不需維護的控制可以永久地達到。由這個方法，焊接槽中氧化抑制元素的完全消耗可以被避免，浮渣抑制效果可以永久地被維持，因此流動焊接中焊接部分的質(zhì)量可以被保證。
根據(jù)本發(fā)明，一種焊料浴包括初始地添加規(guī)定濃度即目標濃度的P的熔融焊料合金，確定焊接操作時焊料浴中P的降低速率，生產(chǎn)具有例如為P的目標濃度的2-6倍的P含量的焊料合金以便于通過補充P的降低維持規(guī)定的P濃度，在補充隨焊接操作進行降低的焊接合金時將這樣制備的焊料合金供應(yīng)給焊料浴。在本說明書中，這種類型的焊料合金被稱為“補充焊料合金”。
并且根據(jù)本發(fā)明，供應(yīng)給焊料浴的球形或棒形或線形焊料的P濃度設(shè)定為補償P消耗所需要的和充分的比例。這樣在過去不可避免地進行的麻煩的操作，例如周期地供應(yīng)有高含量P的脫氧合金給焊料浴和調(diào)節(jié)焊料浴中P濃度可以被省略，而僅僅進行每天的常規(guī)操作，焊料浴中P含量可以自動地維持恒定，可以永久實現(xiàn)“P含量的不需維護的控制”。
因此根據(jù)本發(fā)明，焊料浴中P的完全消耗可以被避免，浮渣抑制效果可以永久地被維持，因此流動焊接特別是波動焊接中焊接部分的質(zhì)量可以一直被保證。
附圖簡要說明

圖1是表示焊料浴中P濃度的變化的圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的在補充焊料合金中使用的氧化抑制元素為具有優(yōu)先和氧反應(yīng)抑制焊料合金的主要組成組分氧化的作用的元素。這種氧化抑制元素的一些可能的例子為P、Ga、Ge、Ce等。
在使用焊料浴的流動焊接方法中，根據(jù)本發(fā)明，當將焊料供應(yīng)給焊料浴時，焊料浴中氧化抑制元素的含量被盡可能地維持恒定。
因此，焊料浴中焊料合金的組分和另外供應(yīng)給焊料浴的焊料合金即補充焊料合金的組分基本上是相同的，除了氧化抑制元素，但是在焊接時元素焊料增加的情況中，可以供應(yīng)不包含或以低于規(guī)定含量包含任何增加的元素的焊料合金。
例如當組成焊接槽中焊接浴的焊料合金為Sn-Ag-Cu-P時，如果大量的印刷電路板用這個焊料合金焊接，Cu從印刷電路板的焊接區(qū)(lands)逐漸地溶解到焊料浴中，焊料浴中Cu含量變得大于目標含量。結(jié)果針形Cu-Sn金屬互化物沉淀在焊料浴中，它們在焊接部分之間形成短路，升高液相線溫度和使可焊接性變差。
以這種方式，在焊接時焊料浴中Cu增加的情況中，補充焊料合金可以是根本不包含Cu或包含低于目標Cu含量的焊料合金。同樣在這種方式中，補充焊料合金以高濃度包含氧化抑制元素以便于補償其降低和維持固定的目標濃度。
本發(fā)明可以應(yīng)用的焊料合金可以是能組成焊料浴和進行流動焊接的任何焊料合金。例如除了通常使用的Sn-Pb焊料合金，它可以是Sn作主組分的無鉛焊料合金(例如Sn-Ag、Sn-Ag-Cu、Sn-Cu、Sn-Bi和Sn-Zn)。對這些焊料合金，可以添加Ni、Co、Fe、Cr、Mo等中的一種或多種改進強度，可以添加Bi、In、Zn等中的一種或多種降低熔點。
本發(fā)明的方案的操作步驟如下。
即，根據(jù)本發(fā)明，由下列程序?qū)⒊趸种圃赝饩哂邢嗤辖鸾M分的補充焊料合金以補償氧化抑制元素和焊料浴的消耗所需要的和充分的量供應(yīng)給焊料浴。
(1)事先混合以具有規(guī)定濃度的氧化抑制元素的焊料合金在焊接槽中熔融以形成焊料浴。
(2)使用該焊料浴進行焊接操作大約1-2周，確定焊料浴中氧化抑制元素的降低速率。
(3)確定直到加入時的氧化抑制元素的降低量，確定與其相應(yīng)的供應(yīng)量。
(4)確定焊料浴中焊料合金的降低量，確定補償所述降低量的焊料合金的量，從氧化抑制元素的供應(yīng)量找到那時氧化抑制元素的濃度，制備除了具有相同的或大于氧化抑制元素的合適濃度外具有與初始焊料合金相同的組成的補充用焊料合金。
(5)在焊料浴的操作期間，將(4)中制備的補充焊料合金供應(yīng)給焊料浴，將槽中氧化抑制元素的濃度調(diào)整到規(guī)定濃度范圍內(nèi)(以便于恢復(fù)(1)中設(shè)定的濃度)。
下述方案是本發(fā)明的變化。
這個方案涉及焊料合金包含Cu的情況。除氧化抑制元素和Cu外具有相同合金組成的焊料合金以足以補償氧化抑制元素消耗量的量以下述方案供應(yīng)給焊料浴。
(1)事先混合以具有規(guī)定濃度的氧化抑制元素的含Cu的焊料合金在焊接槽中被熔融以形成焊料浴。
(2)使用該焊料浴進行焊接操作大約1-2周，確定氧化抑制元素的降低速率和焊料浴的降低速率。
(3)確定每個規(guī)定周期時間的焊料浴和氧化抑制元素的降低量，計算焊料浴和氧化抑制元素的每個規(guī)定周期時間的供應(yīng)量。從各個計算的補充量確定補充焊料中氧化抑制元素的濃度，制備具有相同或大于這個濃度的氧化抑制元素和具有除Cu外與焊料合金的初始組成相同的組成的補充焊料合金。當然，當從印刷電路板的焊接區(qū)域等溶解的Cu的量是小的時，可以制備具有相應(yīng)于焊料浴中Cu的下降量的Cu量的補充焊料合金。
(4)在焊料浴的操作期間，在上述規(guī)定周期時間過去之后，將(3)中制備的補充焊料合金間歇地供應(yīng)給焊料浴，可以防止浴中氧化抑制元素的濃度落在目標濃度之下。
在本發(fā)明的另一個變化的例子中，當供應(yīng)補充焊料合金時，考慮直至下次補充時的下降確定供應(yīng)量。
在本發(fā)明中，考慮焊料浴中降低量、焊接槽的體積等合適地確定將補充焊料合金供應(yīng)給焊料浴的次數(shù)。
作為一個簡單的方法，在本發(fā)明中，制備含有目標濃度的大約2-6倍濃度的氧化抑制元素的補充焊料合金，以合適的量供應(yīng)補充焊料合金。以這種方式，加入補充焊料合金的周期可以依照氧化抑制元素的下降率變化和調(diào)節(jié)。
從上述清除地看出，根據(jù)本發(fā)明，焊料浴中氧化抑制元素總能被控制。主要使用波動焊接作為例子解釋這個效果，但是對于在超過300℃的高溫環(huán)境中使用靜態(tài)焊料浴的流動焊接方法，例如在尿烷涂布銅線的焊接方法中，熔融焊料達到一個高溫，因此氧化抑制元素的消耗變得明顯。當發(fā)明同樣應(yīng)用到這樣的焊接方法中時它的效果是明顯的。
再從另一角度，本發(fā)明是包含Sn和Ag和進一步包含60-100ppm(質(zhì)量)的P的無鉛補充焊料合金，當在流動焊接方法中供應(yīng)該補充焊料合金給焊料浴時使用該合金維持焊料浴的P含量恒定。
在本發(fā)明中，焊料浴的焊料合金的組成元素和供應(yīng)給焊料浴的焊料合金的組成元素除了氧化抑制元素外基本上是相同的，但是如前述，在焊接時元素含量增加的情況中，可以供應(yīng)不包含任何增加的元素或具有比規(guī)定焊料小的含量的焊料。
在本發(fā)明的補充焊料浴的焊料合金中，如果P含量低于60ppm，波動焊接期間消耗的P量不可能被補充，浴中P含量降低，浴中P的量不能被維持在穩(wěn)定狀態(tài)。如果它大于100ppm，存在焊料合金的可潤濕性降低的趨勢。如果這樣的焊料合金一開始被錯誤地加入浴中，伴隨著可潤濕性降低的焊料缺陷發(fā)生，總?cè)毕萋试黾?，操作成本增加。因此本發(fā)明的P量的上限為100ppm。
即，一方面，本發(fā)明是補充焊料浴的焊料合金，限定其P含量的上限使得如果它一開始錯誤地加入浴中時不會存在問題。
本發(fā)明的無鉛焊料為進一步包含P的Sn-Ag基焊料或Sn-Ag-Cu基焊料。Sn中Ag和Cu的合適含量為Ag2.5-3.5％和Cu0.2-0.9％的重量比。如果Ag和Cu的含量高于或小于這些范圍，焊料的液相線溫度增加，熔融溫度范圍增加，因此焊接缺陷更容易發(fā)生和焊接操作變得更難，因此它不適合流動焊接。
實施例實施例1實施這個實施例的具體步驟如下。
(1)熔融適合抑制熔融焊料氧化的含P無鉛焊料合金Sn-3.0Ag-0.5Cu-0.003P焊料以形成焊料浴(重量330kg)。
(2)確定12天的操作期間焊接槽中焊料浴的量的降低即焊料合金的補充量和P濃度的降低速率。
向焊料槽中加入的Sn-3.0Ag-0.5Cu-0.003P焊料合金的總供應(yīng)量220kg操作12天后焊料浴中P濃度0％(3)確定12天的氧化抑制元素的量的平均每天降低量，計算與其相應(yīng)的供應(yīng)量，設(shè)定補充焊料合金中P濃度，生產(chǎn)這樣的焊料合金。
焊料供應(yīng)量20kg/dayP降低2g/day補充焊料中P濃度100ppm補充焊料合金Sn-3.0Ag-0.5Cu-0.01P(4)使用該焊料浴進行印刷電路板的焊接12天，當焊料浴的焊料合金降低時向焊料浴供應(yīng)Sn-3.0Ag-0.5Cu-0.01P焊料合金。在第12天測定焊料浴的焊料合金中P濃度，發(fā)現(xiàn)為0.003％。
實施例2這個實施例說明不含Cu的焊料合金作為補充焊料合金供應(yīng)的情況。
(1)熔融適合抑制焊料氧化的含P無鉛焊料合金Sn-3.0Ag-0.5Cu-0.003P焊料以填充焊接槽形成焊料浴(容量(volume)330kg)。
(2)確定9天的操作期間焊接槽中焊料浴的量的降低即焊料合金的供應(yīng)量和P濃度的降低速率。在這個實施例中，補充焊料合金的組成除了P外為Sn-3.0Ag。
向焊料浴中加入的Sn-3.0Ag-0.003P焊料合金的總供應(yīng)量90kg操作9天后焊料浴中P濃度0％(3)確定9天的焊料浴的和氧化抑制元素的量的平均每天降低量，計算與其相應(yīng)的供應(yīng)量，設(shè)定補充焊料合金中P濃度，生產(chǎn)這樣的焊料合金。
焊料供應(yīng)量10kg/dayP降低1.4g/day補充焊料中P濃度170ppm補充焊料合金Sn-3.0Ag-0.017P(4)使用該焊料浴進行印刷電路板的焊接9天，當焊料浴的焊料合金降低時向焊料浴供應(yīng)Sn-3.0Ag-0.017P焊料合金。在第9天測定焊料浴的焊料合金中P濃度，發(fā)現(xiàn)為0.003％。
實施例3這個實施例說明含Pb的焊料合金用作補充焊料合金的情況。
(1)熔融適合抑制焊料氧化的含P焊料合金Pb-63Sn-0.003P焊料以形成焊料浴(容量330kg)。
(2)確定14天的操作期間焊接槽中焊料浴的量的降低即焊料合金的供應(yīng)量和P濃度的降低速率。在這個實施例中，補充焊料合金的組成除了P外為Pb-63Sn。
向焊料浴加入的Pb-63Sn焊料合金的總供應(yīng)量200kg操作14天后焊料浴中P濃度0.001％(3)確定14天的焊料浴的和氧化抑制元素的量的平均每天降低量，計算與其相應(yīng)的供應(yīng)量，設(shè)定補充焊料合金中P濃度，生產(chǎn)這樣的焊料合金。
焊料供應(yīng)量20kg/dayP降低0.9g/day補充焊料中P濃度75ppm補充焊料合金Pb-63Sn-0.0075P(4)使用該焊料浴進行印刷電路板焊接14天，當焊料浴的焊料合金降低時向焊料浴供應(yīng)Pb-63Sn-0.0075P焊料合金。在第14天測定焊料浴的焊料合金中P濃度，發(fā)現(xiàn)為0.003％。
實施例4包含這個實施例使用的焊料浴的焊接槽是容量460kg的間接加熱的波動焊接浴。焊料合金在上述焊接槽(初始裝料)中事先熔融以填充它，制備焊料浴。這時，用于初始裝料的焊料合金為具有Sn-3.0Ag-0.5Cu-0.003P(質(zhì)量％)組分的無鉛焊料。
作為對比例，和用于焊料浴的初始裝料的焊料合金相同的補充焊料使用15天。這時焊料浴中P濃度的變化如圖1的曲線(1)所示。操作15天后焊料浴中P含量為5ppm(質(zhì)量)的極低水平。
接著，作為本發(fā)明的一個例子，具有相同主要組分(Sn、Ag、Cu)和具有調(diào)整到80ppm(質(zhì)量)的P含量的焊料合金用來補充焊料浴。此時焊料浴中P濃度的變化用圖1的曲線(2)表示。繼續(xù)加入具有80ppm(質(zhì)量)的P含量的補充焊料合金，焊料浴中P含量穩(wěn)定地維持在20ppm(質(zhì)量)的水平。
工業(yè)應(yīng)用性本發(fā)明不僅可以應(yīng)用到流動焊接方法而且可以應(yīng)用到靜態(tài)焊接方法，表現(xiàn)出相同的極好效果。
另外，根據(jù)本發(fā)明，通過進行每天的常規(guī)操作，槽中P含量可以自動地維持恒定，可以永久地達到無維護的P含量控制。
權(quán)利要求
1.一種使用焊料浴進行的焊接方法，在控制所述浴中氧化抑制元素的濃度在規(guī)定范圍內(nèi)的同時向所述焊料浴中加入氧化抑制元素以進行焊接，其特征在于使用包括氧化抑制元素并且除了氧化抑制元素外具有和焊料浴相同的合金組成的焊料合金作為補充焊料合金；找到焊接時焊料浴中氧化抑制元素的下降率；和隨著焊接進行，將補充焊料合金加入到焊料浴中，所述補充焊料合金包含與以下降率消耗的氧化抑制元素的下降率相同或更大的比例的氧化抑制元素。
2.一種使用焊料浴進行的焊接方法，在控制所述浴中氧化抑制元素的濃度在規(guī)定范圍內(nèi)的同時向所述焊料浴中加入氧化抑制元素以進行焊接，其特征在于補充所述焊料浴的焊料合金為包含銅作為合金組分的無鉛焊料合金；使用包括氧化抑制元素并且除氧化抑制元素和銅外具有和焊料浴相同的合金組成的焊料合金作為補充焊料合金；找到焊接時焊料浴中氧化抑制元素的下降率；和隨著焊接繼續(xù)，將補充焊料合金加入到焊料浴中，所述補充焊料合金包含與以下降率消耗的氧化抑制元素的下降率相同或更大的比例的氧化抑制元素并且包含銅或者不包含銅。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊接方法，其特征在于補充焊料合金中的氧化抑制元素具有焊料浴中氧化抑制元素的目標濃度的2-6倍的濃度。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的焊接方法，其特征在于補充焊料合金中的氧化抑制元素具有焊料浴中氧化抑制元素的目標濃度的2-6倍的濃度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項所述的焊接方法，其特征在于氧化抑制元素為選自由P、Ge、Ga和Ce組成的組中的至少一種元素。
6.一種用于補充焊料浴的無鉛焊料合金，所述焊料浴是關(guān)于包括含Sn和Ag的合金的焊料浴，其特征在于進一步包含以質(zhì)量計60-100ppm的P。
7.一種用于補充焊料浴的無鉛焊料合金，所述焊料浴是關(guān)于包括含Sn、Ag和Cu的合金的焊料浴，其特征在于進一步包含以質(zhì)量計60-100ppm的P。
8.一種用于補充焊料浴的無鉛焊料合金，所述焊料浴是關(guān)于包括以質(zhì)量％計含Ag2.5-3.5％、Cu0.2-0.9％和余量的Sn的合金的焊料浴，其特征在于進一步包含以質(zhì)量計60-100ppm的P。
全文摘要
在本發(fā)明中，測定使用期間焊料浴中氧化抑制元素的下降率，依照焊料浴中的下降合適地添加焊料合金，所述焊料合金包括與量的下降率相比相同或更大的比例的氧化抑制元素。作為一個簡單的方法，在Sn－Ag基或Sn－Ag－Cu基焊料合金的流動焊接中，為了補償操作期間觀察到的焊料浴的P含量的降低，供應(yīng)用于補充焊料浴的在Sn－Ag基或Sn－Ag－Cu基焊料合金中包含60－100ppm(質(zhì)量)的P的焊料合金以不僅維持P含量而且維持模塑焊料浴的表面水平。
文檔編號B23K1/08GK1615201SQ0380212
公開日2005年5月11日 申請日期2003年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月10日
發(fā)明者尾嶋昌之, 鈴木春夫, 野上弘文, 江口憲久, 宗形修, 上島稔 申請人:千住金屬工業(yè)株式會社, 松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社