一種自動(dòng)焊接機(jī)器人用焊錫絲中無鹵助焊劑及制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種自動(dòng)焊接機(jī)器人用焊錫絲中無鹵助焊劑，屬電子焊接材料領(lǐng)域。
[0002] 本發(fā)明還涉及無鹵助焊劑的制備方法。 技術(shù)背景
[0003] 隨著電子工業(yè)的高速發(fā)展，由于人工焊接效率低下，勞動(dòng)力成本越來越高，許多公 司逐漸用自動(dòng)焊接機(jī)器人來替代人工進(jìn)行焊錫絲焊接。自動(dòng)焊接機(jī)器人焊接效率比人工 高，成本優(yōu)勢明顯，用錫量精準(zhǔn)，廢渣量降低，但也顯著存在一些缺點(diǎn)，無法像人一樣對(duì)焊點(diǎn) 的質(zhì)量缺陷進(jìn)行判定并補(bǔ)錫。目前在自動(dòng)焊接機(jī)器人使用焊錫絲中的助焊劑大多使用含鹵 素化合物或鹽類物質(zhì)，因該類助焊劑焊后鹵素殘留物多，給產(chǎn)品的使用可靠性帶來了極大 的安全隱患，特別在高溫和高濕度情況下，像我國南方地區(qū)雨季時(shí)環(huán)境濕度高且空氣濕度 大的情況，該類含鹵素助焊劑使電子產(chǎn)品的可靠性面臨著巨大的考驗(yàn)。鹵素殘留物常常在 電場環(huán)境中發(fā)生定向移動(dòng)，造成表面絕緣電阻降低，容易引發(fā)元器件引腳間短路，最終導(dǎo)致 元器件失效。
[0004] 根據(jù)工業(yè)4. 0的發(fā)展趨勢，自動(dòng)焊接機(jī)器人較快速的普及化，這就對(duì)焊料品質(zhì)提 出了更高的要求。由于焊錫絲生產(chǎn)工藝過程中需注入熔融助焊劑，在擠壓的過程中由于助 焊劑粘度大、流動(dòng)性差，容易導(dǎo)致助焊劑間斷與分布不均勻的現(xiàn)象。該現(xiàn)象在焊錫絲焊接的 過程當(dāng)中容易發(fā)生連錫、拉尖、空焊、錫珠等質(zhì)量缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的正是為了克服上述已有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足從而提供了一種自動(dòng)焊 接機(jī)器人用焊錫絲中無鹵助焊劑，使用該助焊劑在自動(dòng)焊接機(jī)器人作業(yè)過程中不易出現(xiàn)間 斷、不均勻現(xiàn)象；同時(shí)由于不含鹵素，殘留低，絕緣電阻高，有效解決了焊后焊點(diǎn)的可靠性。
[0006] 本發(fā)明還提供該無鹵助焊劑的制備方法。
[0007] 本發(fā)明的目的通過下列技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
[0008] -種自動(dòng)焊接機(jī)器人用焊錫絲中無鹵助焊劑，它由下述重量百分比的原料組分組 成：
[0009] 高溫溶劑 3-6% 高沸點(diǎn)有機(jī)溶劑 1-2% 活性劑 2-4? 非離子表面活性劑 0.1-2% 緩蝕劑 0.01-0.5%
[0010] 改性松香 85,5-93,89%〇
[0011] 所述高溫溶劑優(yōu)選為二甘醇、二甘醇單甲醚、丙二醇丁醚、丁二酸二乙酯、戊二酸 二乙酯和己二酸二乙酯中的一種或幾種。
[0012] 所述高沸點(diǎn)有機(jī)溶劑為二乙二醇單己醚、三乙二醇單丁醚、三乙基卡必醇醚或三 乙二醇乙醚中的一種或幾種。
[0013] 所述活性劑為AEO-9、NP-9、FC-4430(美國3M公司）和FSN-100 (美國杜邦公 司）中的一種或幾種。
[0014] 所述非離子表面活性劑為辛基酚聚氧乙烯醚、異辛基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧 乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、聚乙二醇單脂酸酯或聚乙二醇單油脂酸酯 中的一種或幾種。
[0015] 所述緩蝕劑為苯并三氮唑、甲基苯并三唑、羥基苯并三唑或三乙胺中的一種或幾 種。
[0016] 所述改性松香為水白松香、氫化松香、聚合松香、亞克力松香、歧化松香和丙烯酸 改性松香中的一種或幾種。
[0017] -種自動(dòng)焊接機(jī)器人用焊錫絲中無鹵助焊劑的制備方法，它按下述步驟進(jìn)行：
[0018] 將85. 5 - 93. 89%改性松香加入到容器內(nèi)加熱并攪拌至完全熔化，在130 - 150°C 溫度下依次加入2 - 4%的活性劑、0. 1 - 2%的非離子表面活性劑、0. 01 - 0. 5%的緩蝕劑、 3 - 6%的高溫溶劑和1 - 2%的高沸點(diǎn)有機(jī)溶劑，繼續(xù)攪拌30 - 45分鐘，靜置3 - 5分鐘，用 200目濾網(wǎng)過濾后制成一種自動(dòng)焊接機(jī)器人用焊錫絲中無鹵助焊劑無鹵助焊劑。把上述制 成的助焊劑灌入擠壓機(jī)松香桶中，以130 - 140°C的溫度，0. 15 - 0. 2MPa的氣壓進(jìn)行擠壓到 焊錫絲中，助焊劑占焊料合金的重量百分比為2. 3 - 2. 7%，通過拉絲機(jī)拉出不同規(guī)格的焊 錫絲。
[0019] 本發(fā)明選擇的原料，其中的高溫溶劑與高沸點(diǎn)有機(jī)溶劑能夠使活性劑、非離子表 面活性劑和緩蝕劑在改性松香中均勻分布，避免在焊接過程中因?yàn)榛钚詣┓植疾痪鶆蚨w 濺到線路板上，從而減少殘留物對(duì)線路板的腐蝕，進(jìn)而提高表面絕緣阻抗；活性劑在焊接時(shí) 可以降低熔融焊料的表面張力，提高潤濕力，增強(qiáng)焊料的可焊性能；非離子表面活性劑能夠 有效清除焊料表面的氧化膜。降低焊料的表面張力，改善焊料的潤濕性，提高焊料的鋪展能 力，促進(jìn)焊料的流動(dòng)與鋪展，獲得良好的釬焊接頭，并且此類非離子表面活性劑不含鹵素， 對(duì)環(huán)境友好，同時(shí)焊后穩(wěn)定性高，不電離，表面絕緣電阻高，也不易受酸堿的影響；緩蝕劑能 夠在焊后與少量殘留的活性物質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)，減少助焊劑殘留物對(duì)線路板的腐蝕， 提高線路板表面絕緣電阻，從而提高可靠性；改性松香在焊接過程中會(huì)在焊點(diǎn)表面形成致 密的保護(hù)膜將焊點(diǎn)包裹起來，隔絕空氣，防止焊點(diǎn)的再次氧化，并且焊后常溫下呈固態(tài)，性 能穩(wěn)定不導(dǎo)電，表面絕緣電阻提高。
[0020] 由于采用上述技術(shù)方案使本發(fā)明技術(shù)與現(xiàn)有的技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)和效果：
[0021] a)、本發(fā)明的助焊劑對(duì)Sn - Cu系和Sn - Ag - Cu系無鉛焊料有極佳的助焊效果，在 自動(dòng)焊接機(jī)器人焊后極大降低了連錫、拉尖、空焊、錫珠等焊點(diǎn)質(zhì)量缺陷。該助焊劑不僅可 有效去除氧化膜、實(shí)現(xiàn)快速助焊，而且完全不添加含鹵素化合物，對(duì)健康和環(huán)境無公害；
[0022] b)、本發(fā)明的助焊劑添加的高溫溶劑、高沸點(diǎn)有機(jī)溶劑可改善活性劑、非離子表面 活性和緩蝕劑在改性松香中的分布，使得焊接過程中助焊劑飛濺極低，焊后殘留物少，表 面絕緣電阻高，保證了電子產(chǎn)品的焊后可靠性，能夠滿足現(xiàn)代電子工業(yè)對(duì)可靠性的嚴(yán)格要 求；而通過高溫溶劑、高沸點(diǎn)有機(jī)溶劑、活性劑、非離子表面活性、緩蝕劑和改性松香物質(zhì)的 組合制備出的助焊劑，在溫度不太高的條件下擠壓到焊錫絲里后填充飽滿，均勻，可使焊錫 絲潤濕鋪展性好；在自動(dòng)焊接機(jī)器人焊后極大降低了連錫、拉尖、空焊、錫珠等焊點(diǎn)質(zhì)量缺 陷；
[0023] c)、本發(fā)明的助焊劑為不含有鹵素，擴(kuò)展率多80%，絕緣電阻顯著大于 彡1. 0*10η Ω，飛濺輕微，銅板不腐蝕。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 實(shí)施例1 :
[0025] 原料及質(zhì)量百分比組成如下：
[0026] 二甘醇 3 kg 三乙二醇單丁醚 1,81電 FC4430 2kg 壬基酚聚氧乙烯醚 Ifcg 聚乙二醇單油脂酸酯 Ikg 苯并三氮唑 〇.4kg 氫化松香 90.8kg,
[0027] 將90. 8kg的氫化松香加入到容器內(nèi)加熱并攪拌至完全熔化，在130°C溫度下依次 加入2kg的FC4430、Ikg的壬基酸聚氧乙稀醚、Ikg的聚乙二醇單油脂酸酯、0. 4kg的苯并三 氮唑、3kg的二甘醇和I. 8kg的三乙二醇單丁醚，繼續(xù)攪拌30分鐘，靜置3分鐘，用200目濾 網(wǎng)過濾后制成一種自動(dòng)焊接機(jī)器人用焊錫絲中無鹵助焊劑無鹵助焊劑。把上述制成的助焊 劑灌入擠壓機(jī)松香桶中，以130°C的溫度，0. 15MPa的氣壓進(jìn)行擠壓到焊錫絲中，助焊劑占 焊料合金的重量百分比為2. 4%，通過拉絲機(jī)拉出Φ0. 6mm線徑的焊錫絲，性能測試結(jié)