一種自動焊接機器人用焊錫絲中無鹵助焊劑及制備方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及一種自動焊接機器人用焊錫絲中無鹵助焊劑，屬電子焊接材料領域。
[0002] 本發明還涉及無鹵助焊劑的制備方法。 技術背景
[0003] 隨著電子工業的高速發展，由于人工焊接效率低下，勞動力成本越來越高，許多公 司逐漸用自動焊接機器人來替代人工進行焊錫絲焊接。自動焊接機器人焊接效率比人工 高，成本優勢明顯，用錫量精準，廢渣量降低，但也顯著存在一些缺點，無法像人一樣對焊點 的質量缺陷進行判定并補錫。目前在自動焊接機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，因該類助焊劑焊后鹵素殘留物多，給產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，像我國南方地區雨季時環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品的可靠性面臨著巨大的考驗。鹵素殘留物常常在 電場環境中發生定向移動，造成表面絕緣電阻降低，容易引發元器件引腳間短路，最終導致 元器件失效。
[0004] 根據工業4. 0的發展趨勢，自動焊接機器人較快速的普及化，這就對焊料品質提 出了更高的要求。由于焊錫絲生產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、流動性差，容易導致助焊劑間斷與分布不均勻的現象。該現象在焊錫絲焊接的 過程當中容易發生連錫、拉尖、空焊、錫珠等質量缺陷。

【發明內容】

[0005] 本發明的目的正是為了克服上述已有技術的缺點和不足從而提供了一種自動焊 接機器人用焊錫絲中無鹵助焊劑，使用該助焊劑在自動焊接機器人作業過程中不易出現間 斷、不均勻現象；同時由于不含鹵素，殘留低，絕緣電阻高，有效解決了焊后焊點的可靠性。
[0006] 本發明還提供該無鹵助焊劑的制備方法。
[0007] 本發明的目的通過下列技術方案實現：
[0008] -種自動焊接機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% 高沸點有機溶劑 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] 所述高沸點有機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] -種自動焊接機器人用焊錫絲中無鹵助焊劑的制備方法，它按下述步驟進行：
[0018] 將85. 5 - 93. 89%改性松香加入到容器內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%的高沸點有機溶劑，繼續攪拌30 - 45分鐘，靜置3 - 5分鐘，用 200目濾網過濾后制成一種自動焊接機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松香桶中，以130 - 140°C的溫度，0. 15 - 0. 2MPa的氣壓進行擠壓到 焊錫絲中，助焊劑占焊料合金的重量百分比為2. 3 - 2. 7%，通過拉絲機拉出不同規格的焊 錫絲。
[0019] 本發明選擇的原料，其中的高溫溶劑與高沸點有機溶劑能夠使活性劑、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為活性劑分布不均勻而飛 濺到線路板上，從而減少殘留物對線路板的腐蝕，進而提高表面絕緣阻抗；活性劑在焊接時 可以降低熔融焊料的表面張力，提高潤濕力，增強焊料的可焊性能；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，促進焊料的流動與鋪展，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， 對環境友好，同時焊后穩定性高，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發生氧化還原反應，減少助焊劑殘留物對線路板的腐蝕， 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在焊點表面形成致 密的保護膜將焊點包裹起來，隔絕空氣，防止焊點的再次氧化，并且焊后常溫下呈固態，性 能穩定不導電，表面絕緣電阻提高。
[0020] 由于采用上述技術方案使本發明技術與現有的技術相比具有如下優點和效果：
[0021] a)、本發明的助焊劑對Sn - Cu系和Sn - Ag - Cu系無鉛焊料有極佳的助焊效果，在 自動焊接機器人焊后極大降低了連錫、拉尖、空焊、錫珠等焊點質量缺陷。該助焊劑不僅可 有效去除氧化膜、實現快速助焊，而且完全不添加含鹵素化合物，對健康和環境無公害；
[0022] b)、本發明的助焊劑添加的高溫溶劑、高沸點有機溶劑可改善活性劑、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，保證了電子產品的焊后可靠性，能夠滿足現代電子工業對可靠性的嚴格要 求；而通過高溫溶劑、高沸點有機溶劑、活性劑、非離子表面活性、緩蝕劑和改性松香物質的 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；在自動焊接機器人焊后極大降低了連錫、拉尖、空焊、錫珠等焊點質量缺 陷；
[0023] c)、本發明的助焊劑為不含有鹵素，擴展率多80%，絕緣電阻顯著大于 彡1. 0*10η Ω，飛濺輕微，銅板不腐蝕。
【具體實施方式】
[0024] 實施例1 :
[0025] 原料及質量百分比組成如下：
[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，繼續攪拌30分鐘，靜置3分鐘，用200目濾 網過濾后制成一種自動焊接機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 劑灌入擠壓機松香桶中，以130°C的溫度，0. 15MPa的氣壓進行擠壓到焊錫絲中，助焊劑占 焊料合金的重量百分比為2. 4%，通過拉絲機拉出Φ0. 6mm線徑的焊錫絲，性能測試結