一种自动焊接机器人用的无铅焊锡丝及制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种自动焊接机器人用的无铅焊锡丝，属电子焊料领域。
[0002] 本发明还涉及该自动焊接机器人用的无铅焊锡丝的制备方法。 技术背景
[0003] 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，许多厂 家逐渐用自动焊接机器人用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上所用的焊料主要是Sn- 0. 7Cu， Sn- 3.OAg- 0. 5Cu，Sn- 0. 3Ag- 0. 7Cu等种类，在自动焊接机器人使用过程中普通存在的缺 陷主要有：连锡、拉尖、锡珠。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，焊料企业迫切需要开发一种能大范围适用于各种自动 焊接机器人的焊料，并能最大程度降低和解决如连锡、拉尖、锡珠等缺陷。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的正是为了克服现有技术的缺点与不足而提供一种自动焊接机器人 用的无铅焊锡丝，从而能有效降低连锡、拉尖、锡珠缺陷，改善了焊料的润湿性、抗氧化性和 延展性的一种自动焊接机器人用的无铅焊锡丝。
[0005] 本发明还提供该无铅焊锡丝的制备方法。
[0006] 本发明的目的是通过下列技术方案实现的：
[0007] -种自动焊接机器人用无铅焊锡丝，是由下列重量百分比原料组成：
[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%，余量为Sn。
[0009] 本发明中所述添加锗元素，其重量百分比0. 1~0. 5%。锗元素的熔点为938. 3°C。 Sn-Ge合金的共晶温度在231. 1°C附近，此时Sn的含量为99. 84%。锗的表面活性使其聚 集在液态焊料表面呈现正吸附，使液态焊料表面自由能降低，进而改善焊料的润湿性，提高 了焊料高温抗氧化能力；添加镍元素，其重量百分比0. 01~0. 08%。镍元素具有高恪点、 高延展性、结晶细化、抗腐蚀等特性，提升了焊点亮度和延展性；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，提升焊后焊点抗氧化性；添加稀土钕元素， 其重量百分比〇. 01~〇. 05%。钕元素具有高熔点、良好的抗腐蚀性，细化了结晶，提升了焊 料的耐尚温性能，提尚了焊后焊点抗氧化性。
[0010] -种自动焊接机器人用的无铅焊锡丝制备方法，按下述步骤进行：
[0011] (a)、将Sn-Cu，Sn-Ge，Sn-Ni，Sn-P，Sn-Nd按原料比例配备，分别投入高温 熔炉，在800 - 1500°C的高温熔炉充分融合，搅拌5 - 10分钟，保温15 - 20分钟后分别制得 Sn-Cu合金，Sn-Ge合金，Sn-Ni合金，Sn-P合金，Sn-Nd合金；
[0012] (b)、按（a)步骤所制得的Sn-Cu合金在熔炉中加热到400 - 450°C，投入Sn-Ni 合金，搅拌5分钟，再加入Sn-Ge合金，Sn-Nd合金搅拌5 - 10分钟，保温5 - 10分钟；
[0013] (c)、降温到350-400°C，加入Sn-P合金，搅拌5-10分钟，保温15-20分钟；
[0014] (d)、最后将炉温降到300 - 340°C，保温10 - 15分钟，待合金混合均匀后，静置出 炉，浇铸在不锈钢模具中，制得焊料柱；
[0015] (e)、将焊料柱经过挤压、拉丝后制得不同线径规格的本发明产品：一种自动焊接 机器人用的无铅焊锡丝。
[0016] 由于采取上述技术方法是使本发明与己有权术相比具有如下优点及效果：
[0017]a) -种能大范围适用于各种自动焊接机器人的焊料，并能最大程度降低和解决如 连锡、拉尖、锡珠的缺陷；
[0018] b)具有良好的抗腐蚀性，细化了结晶，提升了焊料的耐高温性能，提高了焊后焊点 抗氧化性；
[0019]c)本发明制得的焊料在自动焊接过程中不沾烙铁头，焊料的润湿性好，扩展率高， 焊接效果更好；
[0020] d)本发明焊料中添加的微量元素Ge、Ni、P、Nd，不仅适用于Sn-Cu系焊料，还适用 于Sn-Ag-Cu系、Sn-Sb系焊料，也能够最大程度降低和解决如连锡、拉尖、锡珠等缺陷。
【具体实施方式】
[0021] 实施例1 :
[0022] 取Cu0. 3kg、Sn19. 7kg投入高温熔炉，在850°C的高温熔炉充分融合，搅拌5分 钟，保温15分钟后制得Sn-Cu合金，取Ge0.lkg、Sn19. 9kg投入高温熔炉，在1300°C的高 温熔炉充分融合，搅拌8分钟，保温16分钟后制得Sn-Ge合金，取Ni0. 07kg、Sn19. 93kg 投入高温熔炉，在1400°C的高温熔炉充分融合，搅拌10分钟，保温18分钟后制得Sn-Ni合 金，取P0.01kg、Sn19.991^投入高温熔炉，在800°(：的高温熔炉充分融合，搅拌8分钟，保 温20分钟后制得Sn-P合金，取Nd0. 01kg、Sn19. 99kg投入高温熔炉，在1250°C的高温 熔炉充分融合，搅拌8分钟，保温20分钟后制得Sn-Nd合金，
[0023] 按上述所制得的Sn-Cu合金在熔炉中加热到420°C，投入Sn-Ni合金，搅拌5分 钟，再加入Sn-Ge合金，Sn-Nd合金搅拌5分钟，保温10分钟；降温到380°C，加入Sn-P 合金，搅拌10分钟，保温15分钟，最后将炉温降到320°C，保温15分钟，待合金混合均匀后， 静置出炉，浇铸在不锈钢模具中，制得焊料柱；将焊料柱经过挤压、拉丝后制得Φ〇.6_线 径的本发明产品：一种自动焊接机器人用的无铅焊锡丝。检测结果见表1。
[0024] 实施例2 :
[0025] 取Cu0. 5kg、Sn19. 5kg投入高温熔炉，在850°C的高温熔炉充分融合，搅拌5分 钟，保温18分钟后制得Sn-Cu合金，取Ge0. 2kg、Sn19. 8kg投入高温熔炉，在1300°C的高 温熔炉充分融合，搅拌5分钟，保温15分钟后制得Sn-Ge合金，取Ni0. 03kg、Sn19. 97kg 投入高温熔炉，在1400°C的高温熔炉充分融合，搅拌10分钟，保温20分钟后制得Sn-Ni 合金，取P0. 006kg、Sn19. 994kg投入高温熔炉，在800°C的高温熔炉充分融合，搅拌10分 钟，保温15分钟后制得Sn-P合金，取Nd0.02kg、Sn19. 98kg投入高温熔炉，在1250°C的 高温熔炉充分融合，搅拌8分钟，保温20分钟后制得Sn-Nd合金，
[0026] 按上述所制得的Sn-Cu合金在熔炉中加热到400°C，投入Sn-Ni合金，搅拌5分 钟，再加入Sn-Ge合金，Sn-Nd合金搅拌10分钟，保温8分钟；降温到350°C，加入Sn-P合金，搅拌10分钟，保温15分，最后将炉温降到300°C，保温10分钟，待合金混合均匀后，