一种应用于智能机械手焊接的耐热环保超细焊锡丝及其制备方法技术

本发明专利技术为申请号为2020105288487的分案申请，公开了一种应用于智能机械手焊接的耐热环保超细焊锡丝及其制备方法，包括96.1

A heat-resistant and environment-friendly ultra-fine solder wire applied to intelligent manipulator welding and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种应用于智能机械手焊接的耐热环保超细焊锡丝及其制备方法
[0001]本申请是分案申请，原申请的申请号为2020105288487，申请日为2020年6月11日，专利技术名称为“一种应用于自动焊接的高熔点环保超细焊锡丝及其制备方法”。


[0002]本专利技术属于焊接材料
，具体涉及一种应用于智能机械手焊接的耐热环保超细焊锡丝及其制备方法。

技术介绍

[0003]随着电子产品及其技术发展的发展，产品逐渐向功耗大、大功率方向发展，对超细焊锡丝要求也越来越高，微电子互连材料行业也就随着国内电子工业产品行业的发展而逐渐成长起来，普通的焊锡丝产品与国外产品相比并不逊色，但超细焊锡丝熔点一般为210℃左右，在更电子元件功率大及自动焊接等高端应用领域仍与国外产品有相当的差距，因为电子元件的功率大，功耗大，热量高，其温度将会熔化低熔点的超细焊锡丝，会造成元件脱焊，虚焊，元件脱离。另外，锡合金成分中加入了Bi、Pb、Co等放射性同位元素，在锡合金中存在容易发生α衰变，在半导体器件中会持续不断的释放α粒子，进而引起半导体器件发生单粒子效应，对信号的完整性具有损耗影响，危害到电子设备的数据丢失、功能中断等；另一方面，锡合金成分中加入了Fe、Co、Ni、Nd等磁性材料，磁性材料的磁导率随磁场变化而产生非线性变化，导致出现磁滞特性，最终导致两个或多个信号产生强干扰信号，对通信系统产生较大影响；还有，助焊剂中添加的活化剂为卤素、胺及氨基化合物这些物质，这些活化剂在焊后易造成过度的腐蚀，在线路板上形成腐蚀性的残留物，对基板影响很大，通常需要通过清洗才能减少腐蚀性。
[0004]因此，本领域迫切需要开发一种高熔点环保超细焊锡丝，以满足自动焊接领域焊接大功率电子电路的电子元件中使用。

技术实现思路

[0005]本专利技术为了解决现有超细焊锡丝熔点的技术问题，提供一种应用于智能机械手焊接的耐热环保超细焊锡丝。
[0006]本专利技术的另一个目的是提供一种应用于智能机械手焊接的耐热环保超细焊锡丝的制备方法。
[0007]本专利技术一种应用于智能机械手焊接的耐热环保超细焊锡丝，由重量百分比为96.1
‑
98.0％的锡合金和2.0
‑
3.9％的助焊剂组成；
[0008]所述锡合金由重量百分比计的以下组分：铜1.2
‑
1.8％、银2.9
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4.2％、铟3.1
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3.9％、铈0.14
‑
0.25％、钒0.09
‑
0.15％、钇0.08
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0.19％以及余量的锡；
[0009]所述助焊剂包括重量百分比计的以下组分：活化剂7.1
‑
11.8％、表面活化剂0.5
‑
1.5％、3
‑
7％溶剂、触变剂1.1
‑
2.2％、热固性树脂18.1
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23.3％以及余量的松香。
[0010]本申请一种应用于智能机械手焊接的耐热环保超细焊锡丝，包括96.1
‑
98.0％的锡合金和2.0
‑
3.9％的助焊剂，其中锡合金由锡、银、铜、铟、铈、钒和钇，钒熔点1890
±
10℃，属于高熔点稀有金属，能增强锡合金的耐热性能，同时提高焊锡丝的抗磨损和抗爆裂性极好，钇添加能明显改善锡合金强度、硬度和耐热性能，提高焊锡丝的熔点，同时增强锡合金的抗氧化和延展性，铈的添加可改变焊料的组织结构，从而细化晶粒，减少焊点连桥，改变锡合金的表面润湿性，提高蠕变特性、拉伸特性，铜的添加避免了焊料粘度增加的桥接的形状，凝固后Cu以固溶的形式存在于基体中，并能很好地与铜板结合，通过在锡合金中添加微量稀土元素能够改善焊料的凝固结晶状态，增加焊锡丝的熔点，提高焊料的抗拉强度和韧性，本申请锡合金中未加入了Bi、Pb、Co等放射性同位元素，以减少由于衰变引起的信号干扰，也未加入Fe、Co、Ni、Nd等磁性材料，可降低由材料非线性引起的信号干扰，本申请助焊剂包括松香、热固性树脂、触变剂、活化剂、表面活化剂、溶剂，采用松香和热固性树脂的共聚作为主体，不仅可以增进金属表面润锡能力，同时能改善焊锡丝的延伸韧性，本申请的焊锡丝熔点高、抗拉强度优异并且无铅环保，应用于智能机械手焊接等高端应用领域时产品的高可焊和无铅环保发展。
[0011]优选的，所述热固性树脂为氰酸酯树脂和环氧树脂按重量比为2
‑
3：1
‑
2复配。氰酸酯是一种高性能树脂基体,固化后形成的三嗪网络具有优良的力学性能、高的玻璃化转变温度(Tg＝260C)，通过在助焊剂中添加的氰酸酯/环氧树脂体系，通过环氧树脂对氰酸酯树脂进行共聚改性，经改性后提高体系的熔点。
[0012]优选的，所述氰酸酯树脂为双酚A型氰酸酯、双酚F型氰酸酯、双酚M型氰酸酯、酚醛氰酸酯中的一种或多种组合物；所述环氧树脂为脂环族环氧树脂、双酚A型环氧树脂、苯酚
‑
芳烷基环氧树脂、缩水甘油胺型环氧树脂中一种或几种组合。
[0013]优选的，所述活化剂由有机胺和有机酸按重量比1:3
‑
4复配，所述有机酸为己二酸、辛二酸、硬脂酸中一种或若干种组合，所述有机胺为三乙醇胺、二乙烯三胺、三异丙醇胺中一种或几种组合。本申请使用有机酸作为活化剂，避免了使用卤素、胺及氨基化合物这些物质在焊后易造成过度的腐蚀，对基板影响很大，使用有机酸降低腐蚀程度，有机胺本身含有氨基.NH：具有活性，加入有机胺可促进焊接效果。有机酸和有机胺混合会发生中和反应，生成中和产物。这种中和产物是不稳定的，在焊接温度下会迅速分解，重新生成有机酸和有机胺，这样就能保证有机酸原有的活性，焊接结束后，剩余的有机酸又会被有机胺中和，使残留物的酸性下降，减少腐蚀。
[0014]优选的，所述触变剂为硬脂酰胺与聚酰胺改性氢化蓖麻油按重量比1
‑
2:2
‑
3复配。主要是调节助焊剂的粘度以及印刷性能，赋予焊锡丝一定的触变性，本申请的触变剂由硬脂酰胺和聚酰胺改性氢化蓖麻油复配而得，比单一的触变剂效果更好。
[0015]优选的，所述松香为水白松香、全氢化松香、歧化松香中的任一种。用于提高产品的润湿性。
[0016]优选的，所述表面活化剂为无卤活化剂ST
‑
200、聚乙二醇400按重量比1:1
‑
3复配。为无卤活化剂，降低助焊剂表面张力。
[0017]优选的，所述溶剂为四氢糠醇与三乙二醇丁醚按重量比2～3:1配制而成。溶剂为高沸点溶剂，挥发性高，减少焊后残留，同时其防止塌陷、粘度控制的作用。
[0018]一种应用于智能机械手焊接的耐热环保超细焊锡丝的制备方法，其特征在于包括
以下步骤：
[0019]S1、按所述重量百分比称取上述各组分，备用；
[0020]S2、将松香加入反应釜内，加热至130
‑
150℃，待溶解后，加入溶剂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应用于智能机械手焊接的耐热环保超细焊锡丝，其特征在于：焊锡丝由重量百分比为96.1
‑
98.0％的锡合金和2.0
‑
3.9％的助焊剂组成；所述锡合金由重量百分比计的以下组分：铜1.2
‑
1.8％、银2.9
‑
4.2％、铟3.1
‑
3.9％、铈0.14
‑
0.25％、钒0.09
‑
0.15％、钇0.08
‑
0.19％以及余量的锡；所述助焊剂包括重量百分比计的以下组分：活化剂7.1
‑
11.8％、溶剂3
‑
7％、表面活化剂0.5
‑
1.5％、触变剂1.1
‑
2.2％、热固性树脂18.1
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23.3％以及余量的松香。2.根据权利要求1所述的一种应用于智能机械手焊接的耐热环保超细焊锡丝，其特征在于：焊锡丝表面具有膜厚度为0.001nm
‑
0.01mm的抗氧化薄膜。3.根据权利要求1所述的一种应用于智能机械手焊接的耐热环保超细焊锡丝，其特征在于：所述热固性树脂为氰酸酯树脂和环氧树脂按重量比为2
‑
3：1
‑
2复配；所述氰酸酯树脂为双酚A型氰酸酯、双酚F型氰酸酯、双酚M型氰酸酯、酚醛氰酸酯中的一种或多种组合物；所述环氧树脂为脂环族环氧树脂、双酚A型环氧树脂、苯酚
‑
芳烷基环氧树脂、缩水甘油胺型环氧树脂中一种或几种组合。4.根据权利要求1所述的一种应用于智能机械手焊接的耐热环保超细焊锡丝，其特征在于：所述活化剂由有机胺和有机酸按重量比1:3
‑
4复配，所述有机酸为己二酸、辛二酸、硬脂酸中一种或若干种组合，所述有机胺为三乙醇胺、二乙烯三胺、三异丙醇胺中一种或几种组合。5.根据权利要求1所述的一种应用于智能机械手焊接的耐热环保超细焊锡丝，其特征在于：所述触变剂为硬脂酰胺与聚酰胺改性氢化蓖麻油按重量比1
‑
2:2
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3复配。6.根据权利要求1所述的一种应用于智能机械手焊接的耐热环保超细焊锡丝，其特征在于：所述松香为水...

【专利技术属性】
技术研发人员：李爱良，童桂辉，王尚文，
申请(专利权)人：中山翰华锡业有限公司，
类型：发明
国别省市：