一种自动焊锡机用焊料合金及其制备方法技术

本申请公开了一种自动焊锡机用焊料合金及其制备方法，属于焊接材料领域。本申请的自动焊锡机用焊料合金，包括主合金和微量元素，所述主合金为选用锡铜合金或锡银铜合金；所述微量元素选用In、Ge、Co、Bi、Ce、Si、Er、Dy、P、Ga中的一种或多种，微量元素的添加量为主合金质量的0.0001‑0.05%。本申请首先将微量元素进行熔合，然后再将主合金进行融合，最后将熔合的微量元素与融合的主合金按照一定比例进行混合后浇筑成型，制备得到的焊料合金具有较好的润湿性、流动性和可焊性，有效降低了桥连、拉尖、假焊、空焊等不良焊接的发生率以及氧化渣形成量，从而使被焊件具有较高的清洁度和整洁度，绿色环保。

【技术实现步骤摘要】
一种自动焊锡机用焊料合金及其制备方法
本申请涉及焊接材料领域，特别涉及一种自动焊锡机用焊料合金及其制备方法。
技术介绍
在标准的电子元器件焊接作业时使用的线状焊锡被称为焊锡丝，焊锡丝是具有一定的长度与直径的锡合金丝，在电子原器件的焊接中可与电烙铁配合使用。焊锡丝由焊料和助剂两部分组成，其中焊料是一种熔点较低的金属焊料，主要指锡基合金，其制作方法大多是先用熔融法制锭，然后压力加工成材；助剂是一种保证焊接过程顺利进行的辅助材料，通常是以松香为主要成分的混合物，其均匀灌注到锡基合金的中间部位，通过挤压、拉丝工艺从而最终形成焊锡丝。随着工业和科技的发展，手工焊锡由于精度较差、生产效率较低等问题，机器自动焊锡方式逐渐发展起来。但是目前自动焊锡机采用的焊锡丝各有不同，某些焊锡丝在机器自动焊接过程中，容易产生桥连、拉尖、假焊、空焊、残留物多以及板面脏的不良现象。申请人发现，产生以上现象的原因与所使用的焊料合金成分有很大关系，所以，提出一种自动焊锡机用焊料合金以解决上述技术问题是非常有必要的。
技术实现思路
针对现有机器自动焊接采用的焊锡丝容易产生焊接不良的问题，本申请提供一种自动焊锡机用焊料合金及其制备方法。第一方面，本申请提供一种自动焊锡机用焊料合金，通过以下技术方案得以实现。一种自动焊锡机用焊料合金，包括主合金和微量元素，所述主合金选用锡铜合金或锡银铜合金；所述微量元素选用In、Ge、Co、Bi、Ce、Si、Er、Dy、P、Ga中的一种或多种，微量元素的添加量为主合金质量的0.0001-0.05％。通过采用上述技术方案，焊料金属在常温下会发生氧化形成金属氧化物，并且随着温度的升高金属活泼性增强，氧化速率随之加快，形成的金属氧化物，即氧化渣，对焊接的质量将会产生严重的影响，出现假焊、空焊等现象，进而提高了焊接后电子线路板短路或断路的发生率。所以，本申请在常见的主合金中加入10种微量元素中的一种或多种，加入的微量元素可以先与空气进行反应形成氧化物，从而减缓了主合金中的金属与空气发生氧化反应速率。而且，微量元素与空气反应形成的氧化物会在覆盖在主合金上，形成一层细密的氧化膜，从而进一步阻止了主合金的氧化。另外，本申请的微量元素一方面能够增加主金属与助焊剂的结合力，降低松香的流速，另一方面还增加了熔融主合金的流动性，从两方面避免助焊剂与熔融主合金流速相差过大，而导致的被助焊剂清理后的焊盘再次发生氧化，从而影响焊料合金的润湿性。而且，本申请的微量元素的加入还能够提高焊料合金的机械性能，提高了焊料的稳定性，从而提高了焊锡丝的品质。本申请严格控制微量元素的添加量，在保证微量元素发挥提高焊料合金润湿性、可焊性，降低氧化渣量效果的基础上，尽量降低微量金属最终形成的残渣量，进一步提高焊接的效果。综上所述，本申请通过加入10种微量元素的一种或多种并严格该控制微量元素的添加量，降低了主合金的氧化速度，从而降低了焊料在高温400℃焊锡熔融下氧化渣的产生量，绿色环保；同时本申请的微量元素还能够提高焊料合金的润湿性，进而降低了焊接过程中桥连、拉尖、假焊、空焊、残留物多以及板面脏等不良现象的发生率。可选的，所述锡铜合金包括如下质量百分比的组分：99.0-99.5％锡和0.5-1％铜。优选的，所述锡铜合金包括如下质量百分比的组分：99.3％锡和0.7％铜。可选的，所述锡银铜合金包括如下质量百分比的组分：98.8-99.2％锡、0.2-0.4％银和0.6-0.8％铜。优选的，所述锡银铜合金包括如下质量百分比的组分：99.0％锡、0.3％银和0.7％铜。可选的，所述锡银铜合金包括如下质量百分比的组分：96.3-96.7％锡、2.9-3.1％银和0.4-0.6％铜。优选的，所述锡银铜合金包括如下质量百分比的组分：96.5％锡、3.0％银和0.5％铜。通过采用上述技术方案，本申请的主合金均为不含铅的合金，绿色环保，含铅焊料虽然使焊锡丝具有较好的性能参数，但是重金属铅会对环境造成影响，进而影响人的身体健康，所以含铅焊料已经逐渐减少使用。本申请的主合金较优的选用99.3％锡和0.7％铜、99.0％锡、0.3％银和0.7％铜或96.5％锡、3.0％银和0.5％铜，以上主合金都是较为常用的焊料合金，本申请的主合金并不限于上述三种。可选的，所述微量元素选用Dy、Ge、Bi制成的三元合金。可选的，所述微量元素选用Er、In、Bi制成的三元合金。可选的，所述微量元素选用Dy、Ce、Si、Bi制成的四元合金。通过采用上述技术方案，本申请微量元素优选为Dy、Ge、Bi制成的三元合金、Er、In、Bi制成的三元合金和Dy、Ce、Si、Bi制成的四元合金，这三种组合微量元素加入到主合金中后均能够有效的在主合金表面形成氧化膜，减低主合金的氧化速度，从而减少氧化渣的形成量，同时还能兼顾液态钎料的润湿铺展性能，最终有效提高了焊料的可焊性和流动性，大大减少不良焊接效果的形成。第二方面，本申请提供了一种自动焊锡机用焊料合金的制备方法，通过以下技术方案得以实现。一种自动焊锡机用焊料合金的制备方法，包括以下步骤：S1.将微量元素在700-1400℃下熔融或融合，得到熔融金属或融合后的中间合金；S2.将主合金在700-1400℃下融合；S3.将步骤S1获得的熔融金属或融合后的中间合金按照一定比例加入到步骤S2获得的主合金中，形成自动焊锡机用多元合金并浇铸成锡棒成型。通过采用上述技术方案，本申请首先将微量元素进行熔合，然后再将主合金进行融合，最后将熔合的微量元素与融合的主合金按照一定比例进行混合后浇筑成型。整个焊料合金的生产过程简单，适合大规模工业化生产。另外，本申请的微量元素优选的融合方式为：先将两种微量元素进行融合形成二元合金，然后将得到的二元合金与第三种微量元素融合形成三元合金；再将获得的三元合金与第四种微量元素融合得到四元合金，以此类推。以上每次融合增加一种微量元素的融合方式，可以更加均匀的将微量元素进行混合，使焊料合金中的微量元素可以在焊接时更加充分的发挥作用，形成更加均匀的氧化膜。可选的，步骤S1和S2中，700-1400℃下熔融或融合时间为2-4h。通过采用上述技术方案，本申请进一步限定融合时间，一方面，可以提高焊料合金中每一种元素的均匀度，另一方面，在保证合金充分融合的同时还节约了能源，从而降低了焊料合金的生产成本。可选的，步骤S3中，将微量元素与主合金混合后，在390-410℃搅拌1-2h，静置冷却24-48h，再升温到390-410℃下搅拌1-2h，浇铸成锡棒成型。可选的，搅拌转速为300-500rpm/min。通过采用上述技术方案，本申请在将微量元素与主合金混合后，先在一定条件下充分混合，然后在室温中放置一段时间，使合金进行重结晶，然后再在相同的条件下再次充分混合，以上混合方式不仅可以提高焊料合金机械性能，还能提高其润湿性、可焊性，从整体上提高了焊料合金的品质。综上所述，本申请具有以下有益效果：本文档来自技高网...

【技术保护点】
1. 一种自动焊锡机用焊料合金，其特征在于：包括主合金和微量元素，所述主合金选用锡铜合金或锡银铜合金；所述微量元素选用In、Ge、Co、Bi、Ce、Si、Er、Dy、P、Ga中的一种或多种，微量元素的添加量为主合金质量的0.0001-0.05 %。/n

【技术特征摘要】
1.一种自动焊锡机用焊料合金，其特征在于：包括主合金和微量元素，所述主合金选用锡铜合金或锡银铜合金；所述微量元素选用In、Ge、Co、Bi、Ce、Si、Er、Dy、P、Ga中的一种或多种，微量元素的添加量为主合金质量的0.0001-0.05%。


2.根据权利要求1所述的一种自动焊锡机用焊料合金，其特征在于：所述锡铜合金包括如下质量百分比的组分：99.0-99.5%锡和0.5-1%铜。


3.根据权利要求1所述的一种自动焊锡机用焊料合金，其特征在于：所述锡银铜合金包括如下质量百分比的组分：98.8-99.2%锡、0.2-0.4%银和0.6-0.8%铜。


4.根据权利要求1所述的一种自动焊锡机用焊料合金，其特征在于：所述锡银铜合金包括如下质量百分比的组分：96.3-96.7%锡、2.9-3.1%银和0.4-0.6%铜。


5.根据权利要求1所述的一种自动焊锡机用焊料合金，其特征在于：所述微量元素选用Dy、Ge、Bi制成的三元合金。


6.根据权利要求1所述的一种自动焊锡机用焊料合金，...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢璧元，王寿银，王超，邢鸿伟，
申请(专利权)人：深圳市兴鸿泰锡业有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44