一種自動焊接機器人用的無鉛焊錫絲及制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種自動焊接機器人用的無鉛焊錫絲，屬電子焊料領(lǐng)域。
[0002] 本發(fā)明還涉及該自動焊接機器人用的無鉛焊錫絲的制備方法。 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，勞動力成本越來越高，許多廠 家逐漸用自動焊接機器人用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(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，無法像人一樣對焊 點的質(zhì)量缺陷進行判定并補錫。目前在自動焊接機器人上所用的焊料主要是Sn- 0. 7Cu， Sn- 3.OAg- 0. 5Cu，Sn- 0. 3Ag- 0. 7Cu等種類，在自動焊接機器人使用過程中普通存在的缺 陷主要有：連錫、拉尖、錫珠。根據(jù)工業(yè)4. 0的發(fā)展趨勢，自動焊接機器人較快速的普及化， 這就對焊料品質(zhì)提出了更高的要求，焊料企業(yè)迫切需要開發(fā)一種能大范圍適用于各種自動 焊接機器人的焊料，并能最大程度降低和解決如連錫、拉尖、錫珠等缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的正是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點與不足而提供一種自動焊接機器人 用的無鉛焊錫絲，從而能有效降低連錫、拉尖、錫珠缺陷，改善了焊料的潤濕性、抗氧化性和 延展性的一種自動焊接機器人用的無鉛焊錫絲。
[0005] 本發(fā)明還提供該無鉛焊錫絲的制備方法。
[0006] 本發(fā)明的目的是通過下列技術(shù)方案實現(xiàn)的：
[0007] -種自動焊接機器人用無鉛焊錫絲，是由下列重量百分比原料組成：
[0008] Cu：0. 3 - 0. 9 %,Ge：0. 1 - 0. 5%,Ni：0. 01 - 0. 08%,P：0. 003 - 0. 01 %,Nd： 0· 01 - 0· 05%，余量為Sn。
[0009] 本發(fā)明中所述添加鍺元素，其重量百分比0. 1~0. 5%。鍺元素的熔點為938. 3°C。 Sn-Ge合金的共晶溫度在231. 1°C附近，此時Sn的含量為99. 84%。鍺的表面活性使其聚 集在液態(tài)焊料表面呈現(xiàn)正吸附，使液態(tài)焊料表面自由能降低，進而改善焊料的潤濕性，提高 了焊料高溫抗氧化能力；添加鎳元素，其重量百分比0. 01~0. 08%。鎳元素具有高恪點、 高延展性、結(jié)晶細化、抗腐蝕等特性，提升了焊點亮度和延展性；添加磷元素，其重量百分比 0. 003 -0. 01 %。磷元素具有良好的抗氧化能力，提升焊后焊點抗氧化性；添加稀土釹元素， 其重量百分比〇. 01~〇. 05%。釹元素具有高熔點、良好的抗腐蝕性，細化了結(jié)晶，提升了焊 料的耐尚溫性能，提尚了焊后焊點抗氧化性。
[0010] -種自動焊接機器人用的無鉛焊錫絲制備方法，按下述步驟進行：
[0011] (a)、將Sn-Cu，Sn-Ge，Sn-Ni，Sn-P，Sn-Nd按原料比例配備，分別投入高溫 熔爐，在800 - 1500°C的高溫熔爐充分融合，攪拌5 - 10分鐘，保溫15 - 20分鐘后分別制得 Sn-Cu合金，Sn-Ge合金，Sn-Ni合金，Sn-P合金，Sn-Nd合金；
[0012] (b)、按（a)步驟所制得的Sn-Cu合金在熔爐中加熱到400 - 450°C，投入Sn-Ni 合金，攪拌5分鐘，再加入Sn-Ge合金，Sn-Nd合金攪拌5 - 10分鐘，保溫5 - 10分鐘；
[0013] (c)、降溫到350-400°C，加入Sn-P合金，攪拌5-10分鐘，保溫15-20分鐘；
[0014] (d)、最后將爐溫降到300 - 340°C，保溫10 - 15分鐘，待合金混合均勻后，靜置出 爐，澆鑄在不銹鋼模具中，制得焊料柱；
[0015] (e)、將焊料柱經(jīng)過擠壓、拉絲后制得不同線徑規(guī)格的本發(fā)明產(chǎn)品：一種自動焊接 機器人用的無鉛焊錫絲。
[0016] 由于采取上述技術(shù)方法是使本發(fā)明與己有權(quán)術(shù)相比具有如下優(yōu)點及效果：
[0017]a) -種能大范圍適用于各種自動焊接機器人的焊料，并能最大程度降低和解決如 連錫、拉尖、錫珠的缺陷；
[0018] b)具有良好的抗腐蝕性，細化了結(jié)晶，提升了焊料的耐高溫性能，提高了焊后焊點 抗氧化性；
[0019]c)本發(fā)明制得的焊料在自動焊接過程中不沾烙鐵頭，焊料的潤濕性好，擴展率高， 焊接效果更好；
[0020] d)本發(fā)明焊料中添加的微量元素Ge、Ni、P、Nd，不僅適用于Sn-Cu系焊料，還適用 于Sn-Ag-Cu系、Sn-Sb系焊料，也能夠最大程度降低和解決如連錫、拉尖、錫珠等缺陷。
【具體實施方式】
[0021] 實施例1 :
[0022] 取Cu0. 3kg、Sn19. 7kg投入高溫熔爐，在850°C的高溫熔爐充分融合，攪拌5分 鐘，保溫15分鐘后制得Sn-Cu合金，取Ge0.lkg、Sn19. 9kg投入高溫熔爐，在1300°C的高 溫熔爐充分融合，攪拌8分鐘，保溫16分鐘后制得Sn-Ge合金，取Ni0. 07kg、Sn19. 93kg 投入高溫熔爐，在1400°C的高溫熔爐充分融合，攪拌10分鐘，保溫18分鐘后制得Sn-Ni合 金，取P0.01kg、Sn19.991^投入高溫熔爐，在800°(：的高溫熔爐充分融合，攪拌8分鐘，保 溫20分鐘后制得Sn-P合金，取Nd0. 01kg、Sn19. 99kg投入高溫熔爐，在1250°C的高溫 熔爐充分融合，攪拌8分鐘，保溫20分鐘后制得Sn-Nd合金，
[0023] 按上述所制得的Sn-Cu合金在熔爐中加熱到420°C，投入Sn-Ni合金，攪拌5分 鐘，再加入Sn-Ge合金，Sn-Nd合金攪拌5分鐘，保溫10分鐘；降溫到380°C，加入Sn-P 合金，攪拌10分鐘，保溫15分鐘，最后將爐溫降到320°C，保溫15分鐘，待合金混合均勻后， 靜置出爐，澆鑄在不銹鋼模具中，制得焊料柱；將焊料柱經(jīng)過擠壓、拉絲后制得Φ〇.6_線 徑的本發(fā)明產(chǎn)品：一種自動焊接機器人用的無鉛焊錫絲。檢測結(jié)果見表1。
[0024] 實施例2 :
[0025] 取Cu0. 5kg、Sn19. 5kg投入高溫熔爐，在850°C的高溫熔爐充分融合，攪拌5分 鐘，保溫18分鐘后制得Sn-Cu合金，取Ge0. 2kg、Sn19. 8kg投入高溫熔爐，在1300°C的高 溫熔爐充分融合，攪拌5分鐘，保溫15分鐘后制得Sn-Ge合金，取Ni0. 03kg、Sn19. 97kg 投入高溫熔爐，在1400°C的高溫熔爐充分融合，攪拌10分鐘，保溫20分鐘后制得Sn-Ni 合金，取P0. 006kg、Sn19. 994kg投入高溫熔爐，在800°C的高溫熔爐充分融合，攪拌10分 鐘，保溫15分鐘后制得Sn-P合金，取Nd0.02kg、Sn19. 98kg投入高溫熔爐，在1250°C的 高溫熔爐充分融合，攪拌8分鐘，保溫20分鐘后制得Sn-Nd合金，
[0026] 按上述所制得的Sn-Cu合金在熔爐中加熱到400°C，投入Sn-Ni合金，攪拌5分 鐘，再加入Sn-Ge合金，Sn-Nd合金攪拌10分鐘，保溫8分鐘；降溫到350°C，加入Sn-P合金，攪拌10分鐘，保溫15分，最后將爐溫降到300°C，保溫10分鐘，待合金混合均勻后，