[发明专利]一种自动焊接机器人用焊锡丝中无卤助焊剂及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种自动焊接机器人用焊锡丝中无卤助焊剂，属电子焊接材料领域。

本发明还涉及无卤助焊剂的制备方法。

技术背景

随着电子工业的高速发展，由于人工焊接效率低下，劳动力成本越来越高，许多公司逐渐用自动焊接机器人来替代人工进行焊锡丝焊接。自动焊接机器人焊接效率比人工高，成本优势明显，用锡量精准，废渣量降低，但也显著存在一些缺点，无法像人一样对焊点的质量缺陷进行判定并补锡。目前在自动焊接机器人使用焊锡丝中的助焊剂大多使用含卤素化合物或盐类物质，因该类助焊剂焊后卤素残留物多，给产品的使用可靠性带来了极大的安全隐患，特别在高温和高湿度情况下，像我国南方地区雨季时环境湿度高且空气湿度大的情况，该类含卤素助焊剂使电子产品的可靠性面临着巨大的考验。卤素残留物常常在电场环境中发生定向移动，造成表面绝缘电阻降低，容易引发元器件引脚间短路，最终导致元器件失效。

根据工业4.0的发展趋势，自动焊接机器人较快速的普及化，这就对焊料品质提出了更高的要求。由于焊锡丝生产工艺过程中需注入熔融助焊剂，在挤压的过程中由于助焊剂粘度大、流动性差，容易导致助焊剂间断与分布不均匀的现象。该现象在焊锡丝焊接的过程当中容易发生连锡、拉尖、空焊、锡珠等质量缺陷。

发明内容

本发明的目的正是为了克服上述已有技术的缺点和不足从而提供了一种自动焊接机器人用焊锡丝中无卤助焊剂，使用该助焊剂在自动焊接机器人作业过程中不易出现间断、不均匀现象；同时由于不含卤素，残留低，绝缘电阻高，有效解决了焊后焊点的可靠性。

本发明还提供该无卤助焊剂的制备方法。

本发明的目的通过下列技术方案实现：

一种自动焊接机器人用焊锡丝中无卤助焊剂，它由下述重量百分比的原料组分组成：

所述高温溶剂优选为二甘醇、二甘醇单甲醚、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种或几种。

所述高沸点有机溶剂为二乙二醇单己醚、三乙二醇单丁醚、三乙基卡必醇醚或三乙二醇乙醚中的一种或几种。

所述活性剂为AEO‐9、NP‐9、FC‐4430(美国3M公司)和FSN‐100(美国杜邦公司)中的一种或几种。

所述非离子表面活性剂为辛基酚聚氧乙烯醚、异辛基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、聚乙二醇单脂酸酯或聚乙二醇单油脂酸酯中的一种或几种。

所述缓蚀剂为苯并三氮唑、甲基苯并三唑、羟基苯并三唑或三乙胺中的一种或几种。

所述改性松香为水白松香、氢化松香、聚合松香、亚克力松香、歧化松香和丙烯酸改性松香中的一种或几种。

一种自动焊接机器人用焊锡丝中无卤助焊剂的制备方法，它按下述步骤进行：

将85.5‐93.89％改性松香加入到容器内加热并搅拌至完全熔化，在130‐150℃温度下依次加入2‐4％的活性剂、0.1‐2％的非离子表面活性剂、0.01‐0.5％的缓蚀剂、3‐6％的高温溶剂和1‐2％的高沸点有机溶剂，继续搅拌30‐45分钟，静置3‐5分钟，用200目滤网过滤后制成一种自动焊接机器人用焊锡丝中无卤助焊剂无卤助焊剂。把上述制成的助焊剂灌入挤压机松香桶中，以130‐140℃的温度，0.15‐0.2MPa的气压进行挤压到焊锡丝中，助焊剂占焊料合金的重量百分比为2.3‐2.7％，通过拉丝机拉出不同规格的焊锡丝。

本发明选择的原料，其中的高温溶剂与高沸点有机溶剂能够使活性剂、非离子表面活性剂和缓蚀剂在改性松香中均匀分布，避免在焊接过程中因为活性剂分布不均匀而飞溅到线路板上，从而减少残留物对线路板的腐蚀，进而提高表面绝缘阻抗；活性剂在焊接时可以降低熔融焊料的表面张力，提高润湿力，增强焊料的可焊性能；非离子表面活性剂能够有效清除焊料表面的氧化膜。降低焊料的表面张力，改善焊料的润湿性，提高焊料的铺展能力，促进焊料的流动与铺展，获得良好的钎焊接头，并且此类非离子表面活性剂不含卤素，对环境友好，同时焊后稳定性高，不电离，表面绝缘电阻高，也不易受酸碱的影响；缓蚀剂能够在焊后与少量残留的活性物质发生氧化还原反应，减少助焊剂残留物对线路板的腐蚀，提高线路板表面绝缘电阻，从而提高可靠性；改性松香在焊接过程中会在焊点表面形成致密的保护膜将焊点包裹起来，隔绝空气，防止焊点的再次氧化，并且焊后常温下呈固态，性能稳定不导电，表面绝缘电阻提高。

由于采用上述技术方案使本发明技术与现有的技术相比具有如下优点和效果：