技术摘要：
本发明公开了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，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，添加的微量元素钒熔点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 全部
背景技术：
】 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。 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。 【
技术实现要素：
】 本发明为了解决现有超细焊锡丝熔点的技术问题，提供一种应用于自动焊接的高 熔点环保超细焊锡丝。 本发明的另一个目的是提供一种应用于自动焊接的高熔点环保超细焊锡丝的制 备方法。 本发明一种应用于自动焊接的高熔点环保超细焊锡丝，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； 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％、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18.1-23.3％以及余量的松香。 本申请一种应用于自动焊接的高熔点环保超细焊锡丝，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 4 CN 111590234 A 说 明 书 2/7 页 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 一种应用于自动焊接的高熔点环保超细焊锡丝的制备方法，其特征在于包括以下 步骤： S1、按所述重量百分比称取上述各组分，备用； S2、将松香加入反应釜内，加热至130-150℃，待溶解后，加入溶剂和热固性树脂， 搅拌20-30min，再加入触变剂搅拌直至完全溶解，将温度降至70-90℃，加入活化剂、表面活 5 CN 111590234 A 说 明 书 3/7 页 化剂，搅拌40-60分钟，冷却，得到助焊剂； S3、将锡融化加入到熔化炉内，融化至350-360℃，保温搅拌20-30min，捞出锡渣， 添加银、铜、铟搅拌10-20min，再升温至420-430℃，依次加入铈、钒、钇，保温搅拌20-30min， 静置后除渣，浇注出圆柱棒坯； S4、将圆柱棒坯装入出丝口径为Φ9mm的挤压机，并按2.0-3.9％重量比例将助焊 剂加入松香桶，控制松香桶温度在120℃，棒坯温度110℃，挤压力为150kg/cm2、出丝速度 1.5m/min，将圆柱棒坯挤压成内芯含重量比为2.0-3.9％助焊剂的Φ9mm的粗锡丝； S5、将粗锡丝经辊轧和拉丝，制成Φ0.12mm尺寸的焊锡丝，然后经在线光亮化和防 氧化处理，阴干后进行缠绕、包装，即得。 优选的，步骤S5中防氧化处理工序包括：将焊锡丝以10-40m/min速度通过聚硅氧 烷溶液，以在焊锡丝表面形成膜厚度为0.001nm-0.01mm的抗氧化薄膜。 本发明相对于现有技术，有以下优点： 本申请一种应用于自动焊接的高熔点环保超细焊锡丝，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，熔点为242-247℃，本申 请添加的微量元素钒熔点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。 本发明的一种应用于自动焊接的高熔点环保超细焊锡丝的制备方法，传统的焊锡 丝制备方法需经过多道次拉拔(大拉 中拉 “小拉 微拉)、缠绕和包装等过程，拔很容易引 起断线，本申请采用“大变形挤压 近终成型辊轧 微细拉拔 在线防氧化处理”的方法，与常 规方法制备的超细焊锡丝相比，没有大拉和中拉过程，可防止超细焊锡丝断线产生浪费，产 品成材率高、生产周期短、品质保证期长适合大批量连续生产。 【
本发明公开了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，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，添加的微量元素钒熔点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 全部
背景技术：
】 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。 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。 【
技术实现要素：
】 本发明为了解决现有超细焊锡丝熔点的技术问题，提供一种应用于自动焊接的高 熔点环保超细焊锡丝。 本发明的另一个目的是提供一种应用于自动焊接的高熔点环保超细焊锡丝的制 备方法。 本发明一种应用于自动焊接的高熔点环保超细焊锡丝，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； 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％、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18.1-23.3％以及余量的松香。 本申请一种应用于自动焊接的高熔点环保超细焊锡丝，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 4 CN 111590234 A 说 明 书 2/7 页 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 一种应用于自动焊接的高熔点环保超细焊锡丝的制备方法，其特征在于包括以下 步骤： S1、按所述重量百分比称取上述各组分，备用； S2、将松香加入反应釜内，加热至130-150℃，待溶解后，加入溶剂和热固性树脂， 搅拌20-30min，再加入触变剂搅拌直至完全溶解，将温度降至70-90℃，加入活化剂、表面活 5 CN 111590234 A 说 明 书 3/7 页 化剂，搅拌40-60分钟，冷却，得到助焊剂； S3、将锡融化加入到熔化炉内，融化至350-360℃，保温搅拌20-30min，捞出锡渣， 添加银、铜、铟搅拌10-20min，再升温至420-430℃，依次加入铈、钒、钇，保温搅拌20-30min， 静置后除渣，浇注出圆柱棒坯； S4、将圆柱棒坯装入出丝口径为Φ9mm的挤压机，并按2.0-3.9％重量比例将助焊 剂加入松香桶，控制松香桶温度在120℃，棒坯温度110℃，挤压力为150kg/cm2、出丝速度 1.5m/min，将圆柱棒坯挤压成内芯含重量比为2.0-3.9％助焊剂的Φ9mm的粗锡丝； S5、将粗锡丝经辊轧和拉丝，制成Φ0.12mm尺寸的焊锡丝，然后经在线光亮化和防 氧化处理，阴干后进行缠绕、包装，即得。 优选的，步骤S5中防氧化处理工序包括：将焊锡丝以10-40m/min速度通过聚硅氧 烷溶液，以在焊锡丝表面形成膜厚度为0.001nm-0.01mm的抗氧化薄膜。 本发明相对于现有技术，有以下优点： 本申请一种应用于自动焊接的高熔点环保超细焊锡丝，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，熔点为242-247℃，本申 请添加的微量元素钒熔点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。 本发明的一种应用于自动焊接的高熔点环保超细焊锡丝的制备方法，传统的焊锡 丝制备方法需经过多道次拉拔(大拉 中拉 “小拉 微拉)、缠绕和包装等过程，拔很容易引 起断线，本申请采用“大变形挤压 近终成型辊轧 微细拉拔 在线防氧化处理”的方法，与常 规方法制备的超细焊锡丝相比，没有大拉和中拉过程，可防止超细焊锡丝断线产生浪费，产 品成材率高、生产周期短、品质保证期长适合大批量连续生产。 【
