CN103212921B - 一种还原剂组合物及其制备方法、一种焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种还原剂组合物，包括非离子表面活性剂、抗氧化剂和偏磷酸铵。同时，本发明还公开了上述还原剂组合物的制备方法及一种焊接方法。本发明提供的还原剂组合物用于波峰焊中，对浮渣处理效果优异，并且使用方便，安全。

Description

一种还原剂组合物及其制备方法、一种焊接方法

技术领域

本发明涉及一种还原剂组合物及其制备方法，尤其是用于通孔焊接的还原剂组合物及其制备方法。

背景技术

工业生产中，常会涉及到熔融一种金属或合金，使其与另一种金属结合或附着的工艺。由于多数金属与氧接触均会氧化，如在静态锡炉或动态波峰炉中产生的锡渣(SnO和SnO₂)即是一种工业中金属氧化最常见的例子。在高温环境下，尤其是在融化状态下，金属(或合金)氧化的状况会更加剧烈，很快会形成一层氧化物，且越聚越多。而在熔融金属与其他金属附着结合的工艺过程中，熔融金属须不停的流动循环，这一方面会加剧氧化速度，另一方面意味着表层的氧化物和少量的氧气会被带到液面以下，即液体内部。那么氧化在内部同样会发生。这样氧化物将夹带良好的金属浮上液面，形成浮渣。由于浮渣不停的产生，浮出，造成浮渣累积越来越多，层层相叠，越来越厚，几小时后影响液面流动，甚至产生外溢，污染又危险。所产生的浮渣不能正常参与融合的生产过程，只能不断地打捞出来，另行处理。因打捞出浮渣后，液面高度不够，甚至生产用量不够，只能不停地添加补充新的金属原料。

为此，为尽量避免熔融金属氧化，需对熔融金属进行抗氧化处理，目前，现有抗氧化处理工艺主要有还原剂还原法、还原机处理法、充氮隔离保护法等。其中增加还原剂进行还原抗氧化的方法采用较为广泛，常用的还原剂有还原粉、还原金属及粘稠胶状还原物质等。

其中，采用还原粉进行还原的工作方式为：在熔融金属液体表面，播撒粉状物质，其不足或局限性表现如下：

A：使用形态非常不便，因为其为粉状物质，添加于高温熔融金属表面非常不易操作，对于表面面积较大的液面来讲，要想播撒均匀又要注意不要被高温烫到，须十分小心，所以使用极其不便。

B：容易飞散，从而造成浪费和污染，因为是干性粉状物质，而熔融金属液面上面一般均有通风装置，如播撒不当将产生飞散，造成浪费和污染。

C：烟雾较大，还原粉一般为酸，碱，盐类物质，与熔融金属液面接触后会与其他助剂反应，受热后烟雾较大，原有通风装置不足以将风排掉。

D：危害性较大，如以上提及，因其为酸，碱，盐类物质，对人体，设备，环境都有一定的危害，计算其作用后还原物的节约，经济价值不高。而采用还原颗粒(金属)的作业原理为：在与熔融金属相同或相溶的金属中，加入高纯度活性物质(如还原粉)，冷却成型，制成金属颗粒(或金属段)，使用时添加与熔融金属液体。其不足之处有以下几点：

A：昂贵，从其制备形态即可知，因经过了金属熔解，加入活性物，成型等工序，材料费用和加工费用都很高。

B：使用方式不够优化，使用时，按比例投入熔融金属液体中，让金属颗粒熔化，析出还原物质，再起还原和防氧化作用。因熔化需要一个时间，活性物析出后溶于金属液体，要迅速扩散均匀，也非易事。

C：合金含量比例会发生变化，因金属颗粒合金比例与工作合金不一定完全一致，长期投放，会改变工作合金含量比例，有时这种改变会带来严重的质量后果。

D：有一定的副作用，因用量要求精确，不易控制，因生产线并非特别均衡，有些颗粒使用过量，除了可能造成浪费，还会使工作熔融合金张力变大，反而结合与附着质量下降。

采用粘稠胶状还原物质的方法为国外一些公司推出。其工作原理为，在粘稠状液体中加入活性物质，使用时倒入熔融金属液面，经充分搅拌，扩散于液体表面，形成保护膜，并持续发生还原作用。其局限性在于以下几点：

A：扩散不够迅速，须费力搅拌。

B：油性物质粘度过大，常会附着于工件，造成产品污染，难于清洗。

C：其粘性残留与熔融金属混合物，在熔融金属流动循环中，附着于设备部件，导致设备循环通道堵塞、不畅，给设备维护造成不便。

D：沉淀物，粘于设备部件，类似于树脂型坚硬物质，清理非常困难。设备保养清理非常不便，从长期看，一定会损伤设备。

E：不易降解、不具环保性，其中含有的卤素，会附着于工件，造成产品易吸潮氧化。

发明内容

为克服现有技术中还原剂组合物对浮渣处理效果差的问题，本发明提供了一种还原剂组合物，其对浮渣处理效果优异，并且使用方便，安全。

本发明公开的还原剂组合物包括非离子表面活性剂、抗氧化剂和偏磷酸铵。

同时，本发明还公开了上述还原剂组合物的制备方法，包括在80-100℃下向偏磷酸铵中加入抗氧化剂和部分非离子表面活性剂，然后在50-90℃搅拌10-50min，然后加入剩余非离子表面活性剂，并搅拌15-50min。

另外，本发明还公开了一种焊接方法，包括在焊池中形成熔融焊料，从熔融焊料中形成高于熔融焊料表面的焊液流，将待焊物与所述焊液流接触进行焊接，其中，所述熔融焊料表面具有浮层，所述浮层中含有非离子表面活性剂、抗氧化剂和偏磷酸铵。

本发明公开的还原剂组合物具有如下效果：

A：方便使用，易于操作。

本发明为水溶性油状液体，使用时倒于熔融金属液面即可，而且本发明采用张力扩散技术而加有表面活性物质，在两种液体接触时，会产生亲/疏双向分子键，减小熔融金属表面张力，同时推动抗氧化还原液体自动快速扩散，而其他现有产品则须外加机械力(搅拌)等才能铺满整个液面；所以采用本发明抗氧化还原剂组合物只要在几个点加入即可，产品会迅速“智能”地向未覆盖区域扩散和流动，3-5s后抗氧化还原剂组合物即会铺满整个液面；同时，因产品为浮于熔融液体表面持续起作用，所以加入的量不要求非常精确，这样也便于作业。

B：能同时起到防氧化和主动还原作用。

现有各种还原方法通常只能起到一种作用，如充氮隔离保护法只能起防止氧化作用；金属颗粒/还原粉等只能起到还原功能，而防止氧化功能没有。

而本发明为液态，轻于熔融金属液体，可铺满整个流动液面从而隔绝空气(氧气)，有效防止氧化。同时，本发明中含有活性物质和有机或无机酸，可分散金属浮渣的内部引力，主动打散结构，还原有用金属回到容器中。

C：辅助提升结合能力。

使用本发明的抗氧化还原剂组合物，一方面减少了金属浮渣，熔融金属液体流动性更顺畅；另一方面，本发明中含有的活性物质(表面活性剂)可降低液面表面张力，增加熔融金属的流动性、扩散性，从而促进熔融金属的结合或附着质量，从而使本工序所要达到的结合或附着水平大大提高，这是本发明的一大特色。这也是现有的其他几种还原剂组合物或方法所不具备或效能达不到的。

D：成本低廉，性价比高。

因本发明采用了新型价廉活性成分，而且还原效率非常高，单位还原金属成本大大低于现有的各种方法。并且，可节约金属为该工段使用总量的50％，经济效益非常可观，性价比很高。

E：效果显著，持续有效。

本发明采用新工艺加工而成，将其倾倒于熔融金属液面即可，原已产生的氧化物，会在本发明加入后扩散的同时还原消失，对后续产生的氧化物随时分解还原，效果可以立竿见影，并在4-5h持续有效。

F：清洁简便，优化工艺。

本发明为水溶性油状液体，添加方便，不会飞散，同时其密度远轻于熔融金属，而会在熔融金属表面形成一个保护膜，起有效成分持续有效，不须反复添加。

同时，因氧化物被不断还原，产生的残余浮渣非常少，原来每天须清理两次，现只须每天稍事清理，两到三天(正常班)大清一次即可。而且所产生的残留物可溶于水，符合中华人民共和国工业固体废弃物排放标准，粘附在设备上的残渣只需轻轻铲除即可，或使用本公司专用清洗剂浸泡5-15min后清除即可。渣少，清洁次数少，自然保持了环境清洁，同时优化了操作和清洁工艺。

G：应用广泛，完全可替代目前所用的各种还原剂组合物，以及还原机方法、充氮隔离保护法等，用于各种熔融一种金属或合金来与另一种金属结合或附着的工艺过程中，例如，可用于手工浸焊、波峰焊(有铅或无铅)等焊接工艺。

H：使用安全。将本发明公开的还原剂组合物添加到熔融焊料中，不会产生飞溅、汽化等现象，避免了高温环境中极易产生的起火爆炸等隐患，大大提高了使用的安全性能。

I：用于焊接中，可大大提高焊料的润湿性，提高焊接效果。

J：焊接质量高。

通过本发明公开的焊接方法中的浮层的作用，可保证熔融焊料中各组分的稳定，避免由于熔融焊料中的部分成分(例如铜)含量升高过快而导致焊接时，熔融焊料对待焊物的润湿性降低，影响焊接效果。

同时，通过抑制熔融焊料中部分成分(例如铜)含量升高过快，可大大减少额外的降低熔融焊料中该成分含量的处理工艺，简化了工艺。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明公开的还原剂组合物包括非离子表面活性剂、抗氧化剂和偏磷酸铵。

所述还原剂组合物中，各组分含量没有太大限制，优选情况下，所述非离子表面活性剂的含量为59-80wt％，抗氧化剂的含量为15-40wt％，偏磷酸铵的含量为0.5-5wt％。当所述还原剂组合物中各组分的含量在上述范围内时，对提高焊料润湿效果，提高焊接质量非常有利。

上述还原剂组合物中的非离子表面活性剂可以采用本领域公知的各种物质，例如可以采用壬基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯中的一种或多种。优选情况下，所述非离子表面活性剂为壬基酚聚氧乙烯醚。

根据本发明，上述抗氧化剂也可以采用本领域公知的各种物质，例如可以选自植酸、苹果酸、柠檬酸中的一种或多种。优选情况下，所述抗氧化剂为植酸。

作为对本发明公开的还原剂组合物的进一步改进，所述还原剂组合物中还含有促进剂，所述促进剂优选为胺类，所述胺类选自苯胺、溴化四丁基胺、三乙醇胺、乙二胺、甲胺、柠檬酸三铵、磷酸二氢铵中的一种或多种。

当还原剂组合物中含有促进剂时，优选情况下，其含量为0.5-5wt％。

发明人发现，当浮层中的偏磷酸铵与磷酸二氢铵的含量比为2-5:1时，对去除浮渣，提高焊料的润湿性能更为有利。

同时，本发明还公开了上述还原剂组合物的制备方法，包括在80-100℃下向偏磷酸铵中加入抗氧化剂和第一部分非离子表面活性剂，然后在50-90℃搅拌10-50min，然后加入第二部分非离子表面活性剂，并搅拌15-50min。

根据本发明，上述非离子表面活性剂分两次添加，即先添加第一部分，在50-90℃搅拌10-50min，然后添加第二部分，再搅拌15-50min，具体的，首次添加的非离子表面活性剂的量可以在较大范围内变动。进一步优选情况下，首次添加的第一部分非离子表面活性剂与再次添加的第二部分非离子表面活性剂的重量比为2.5-1:1。本发明通过分两次加入非离子表面活性剂，可避免还原剂组合物出现分层等不利现象，对进一步提高还原剂组合物的还原效果非常有利。

上述制备方法中，各物质的添加量可根据所需制备得到的还原剂组合物中的各组分的含量为准进行调整，例如，可以为所述非离子表面活性剂的添加量为59-80wt％，抗氧化剂的添加量为15-40wt％，偏磷酸铵的添加量为0.5-5wt％。

当需要还原剂组合物中含有磷酸二氢铵时，可在加入抗氧化剂和非离子表面活性剂前，先将偏磷酸铵与磷酸二氢铵混合。当需添加磷酸二氢铵时，其添加量可以为0.5-5wt％。

本发明的物理形态为水溶性液体，有别于现有还原剂组合物，这种水溶性液体有利于使用时操作，便于向液态的熔融金属中添加；同时也有利于在液态熔融金属表面快速流动扩散。使用时，只需将本发明的抗氧化还原剂组合物直接倾倒于液面，即会自行迅速扩散，铺满整个液面。

本发明公开的焊接方法包括在焊池中形成熔融焊料，从熔融焊料中形成高于熔融焊料表面的焊液流，将待焊物与所述焊液流接触进行焊接，其中，所述熔融焊料表面具有浮层，所述浮层中含有非离子表面活性剂、抗氧化剂和偏磷酸铵。

上述焊接方法中，在焊池中形成熔融焊料方法为本领域公知的，例如可以将固体焊料添加到焊池中，然后加热使之融化。加热的温度须使固体焊料能够融化，本领域技术人员可以根据所采用的不同的固体焊料，进行实际调整，达到将固体焊料融化的目的即可。

对于上述固体焊料，可根据不同的使用场合选用的不同的焊料，例如可以采用无铅或含铅的锡焊料。出于环保考虑，优选采用无铅焊料，具体可以为含有95-96.5％锡及3.5-5％银的锡银合金焊料、锡银铜(96.5％Sn、3％Ag、0.5％Cu)焊料或者锡与锑、铋、铟、镍、锌中的一种或多种形成的合金焊料，其中，锡是无铅焊料的基底且通常是以占合金中大于90％的量出现。上述焊料均可通过商购得到。

在焊池中形成熔融焊料后，从熔融焊料中形成高于熔融焊料表面的焊液流，将待焊物与所述焊液流接触进行焊接。

上述方法可以为波峰焊、喷泉焊或级联焊中的一种。具体例如，在一焊池内容纳有熔融焊料，在焊池底部具有泵，泵从焊池底部抽取熔融焊料并产生一定的压力驱使熔融焊料向上通过一个或多个喷嘴，熔融焊料如瀑布般自所述喷嘴流出并回到焊池内部。从喷嘴流出的熔融焊料即为焊液流。

待焊物，如印刷线路板(PCBA)在焊池上方移动并横跨焊池，并使印刷线路板的下表面接触焊液流的上表面。熔融焊料湿润待焊物的受焊接表面、并渗入镀金属通孔内及引线周围、且在印刷线路板与引线之间产生良好的焊接接头。上述过程可以在现有的波峰焊接机、喷泉焊接机或级联焊接机中完成。

对于上述焊接方法，具体的，其焊接温度根据焊料的不同而不同，总体而言，所述焊接温度为240-280℃。温度过低，无法将焊料有效熔融，将影响焊接质量；温度过高，会导致能耗升高，影响电子元器件及PCB的可靠性。对于前述的含铅焊料，焊接温度不低于240℃，对于无铅焊料，焊接温度不低于270℃。

根据本发明公开的焊接方法，重点在于，在焊池中的熔融焊料表面上具有浮层，该浮层中含有非离子表面活性剂、抗氧化剂和偏磷酸铵。

上述浮层为水溶性油状液体，在焊接过程中，存在于熔融焊料表面，可降低熔融焊料表面金属张力，使其自身能迅速扩散，在一定程度上能将熔融焊料与空气隔开(如浮层的量足够，可将熔融焊料表面全部覆盖，将熔融焊料与空气完全隔开)，避免熔融焊料中的金属锡被空气中的氧所氧化而形成浮渣。

同时，浮层可扩散浮渣结构，减小其结构张力，使得浮渣迅速分散，从不规则固态迅速变成分散的稠状液态，有用金属(如锡)即马上还原流回到焊池中，继续参与有效作业工艺，大大降低浮渣的产生量，提高了熔融焊料的利用率。

另外，该浮层可抑制熔融焊料中的部分元素(例如铜)含量急剧升高，避免熔融焊料对待焊物润湿性的降低，保证焊接效果，同时，可以不必因为部分元素含量升高过快而频繁进行降低其含量的处理，简化了工艺。并且，通过降低部分元素含量的增加，可抑制该元素带来的含量熔点增加的问题，保证焊接过程的持续进行。

对于上述浮层中，所述非离子表面活性剂选自壬基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯中的一种或多种，优选为壬基酚聚氧乙烯醚。

所述抗氧化剂选自植酸、苹果酸、柠檬酸中的一种或多种。

在焊接过程中，为达到减少浮渣的目的，所述浮层中的非离子表面活性剂、抗氧化剂和偏磷酸铵相互之间的含量关系没有要求，只要存在即可。为了更好的去除浮渣，提高焊接质量，优选情况下，所述浮层中的非离子表面活性剂的含量为59-80wt％。抗氧化剂的含量为15-40wt％。偏磷酸铵的含量为0.5-5wt％。

上述浮层在熔融焊料表面会自动移动，在浮层覆盖熔融焊料部分表面的情况下即可达到优异的减少浮渣的效果。

作为对上述焊接方法的进一步改进，优选情况下，所述浮层中还含有促进剂。

所述促进剂选自苯胺、溴化四丁基胺、三乙醇胺、乙二胺、甲胺、柠檬酸三铵、磷酸二氢铵中的一种或多种。当浮层中含有上述促进剂时，可以进一步提高降低浮渣的效果。优选情况下，所述浮层中促进剂的含量为0.5-5wt％。

发明人发现，当浮层中的促进剂为磷酸二氢铵且偏磷酸铵与磷酸二氢铵的含量比为2-5:1时，对去除浮渣，降低熔融焊料中部分元素的含量，提高焊接质量更为有利。

上述浮层可通过向焊池中添加具有上述组成和含量的还原剂组合物形成。形成的浮层的组成和含量可视为与还原剂组合物中的相同。

根据本发明，上述还原剂组合物可在形成熔融焊料后即加入也可以在焊接进行一段时间后加入或产生浮渣后加入。

由于还原剂组合物为水溶性油状液体，加入时直接加入到熔融焊料表面即可，无需另外进行搅拌，即可在熔融焊料表面形成所述浮层。

上述焊接方法中，还原剂组合物的添加量没有特定的限定，可根据实际使用过程中，浮渣的多少进行添加。

通过上述方法可大大降低浮渣的产生，同时，可抑制熔融焊料中部分元素含量的升高，避免焊接过程中润湿性降低而导致焊接质量的下降。

对于上述还原剂组合物的制备方法如前所述，在此不再赘述。

为了更加节约，达到更好的经济效果，实际使用中，本发明公开的焊接方法中，进一步包括：

所述焊池内设置有金属挡片，所述金属挡片位于熔融焊料表面下。进一步的，所述金属挡片具有3-5个。具体设置于熔融焊料表面下3-5cm处。

上述结构可将熔融金属流动的部分限定在一个较小的区域内，使大部分液面处于静止，但液面以下又可以充分循环流动，不影响整个工序原有作业方式。同时熔融焊料液面流动小，减少了氧化物的形成量，同时也可在一定程度上减少还原剂组合物的使用量。

同时，该焊接方法还可以包括，所述焊池内设置有筛网，所述筛网为液体可通过而浮渣无法通过的网状结构；所述筛网具有凹陷部，所述筛网的凹陷部位于熔融焊料中，且筛网的边沿高于熔融焊料表面；所述焊液流从所述凹陷部落回熔融焊料中。

优选情况下，所述筛网边沿高于熔融焊料表面1-2cm。

发明人发现，熔融金属液面，只有流动或扬起的熔融焊料氧化严重，通过上述方法可将浮渣集中处理，通过浮层的作用，使整个熔融焊料表面基本没有浮渣。

本发明的抗氧化、还原作用原理如下：

1、隔断氧气，从而减少氧化量。

当产品加入熔融金属表面后，其会迅速扩散，并铺满整个液面，形成一层保护膜，隔断熔融金属与氧气的接触，从而减少氧化量。

2、分散浮渣结构，还原出有用金属。

当产品加入熔融金属液面后，产品会浸透于浮渣缝隙，产品中含有扩散/分散剂，起到扩散浮渣结构，减小其结构张力，使得浮渣迅速分散，从不规则固态迅速变成分散的稠状液态，有用金属即马上还原流回到液槽中，继续参与有效作业工艺。

3、减小熔融金属液面张力，提高结合附着质量。

因本发明中的活性成分(表面活性剂)可以改变熔融金属液面张力，从而提高熔融金属的流动性和结合能力。

经使用及测算，本发明还原效率可达85-95％，并可提高结合附着流动性20％以上，相应地可以节约30-50％/工段成本。

以下通过实施例对本发明进行进一步的说明。

实施例1

本实施例用于说明本发明公开的还原剂组合物及其制备方法以及焊接方法。

在90℃下向3重量份偏磷酸铵中加入27重量份植酸和35重量份壬基酚聚氧乙烯醚，然后在70℃搅拌30min。再加入35重量份壬基酚聚氧乙烯醚并搅拌30min。得到还原剂组合物S1。

在波峰焊接机的焊池中，于275℃下将锡银铜合金焊料(96.5％Sn、3％Ag、0.5％Cu)熔融，然后加入还原剂组合物S1，在熔融焊料表面形成具有上述成分的浮层，开始对印刷线路板进行波峰焊。

收集产生的浮渣A1。

实施例2

本实施例用于说明本发明公开的还原剂组合物及其制备方法以及焊接方法。

在90℃下向3重量份偏磷酸铵中加入3重量份磷酸二氢铵，然后加入24重量份植酸和50重量份壬基酚聚氧乙烯醚，然后在70℃搅拌40min。再加入20重量份壬基酚聚氧乙烯醚并搅拌40min。得到还原剂组合物S2。

在波峰焊接机的焊池中，于275℃下将锡银铜合金焊料(96.5％Sn、3％Ag、0.5％Cu)熔融，然后加入还原剂组合物S2，在熔融焊料表面形成具有上述成分的浮层，开始对印刷线路板进行波峰焊。

收集产生的浮渣A2。

实施例3

本实施例用于说明本发明公开的还原剂组合物及其制备方法以及焊接方法。

在100℃下向5重量份偏磷酸铵中加入15重量份苹果酸和50重量份壬基酚聚氧乙烯醚，然后在90℃搅拌10min。再加入30重量份壬基酚聚氧乙烯醚并搅拌15min。得到还原剂组合物S3。

在波峰焊接机的焊池中，于275℃下将锡银铜合金焊料(96.5％Sn、3％Ag、0.5％Cu)熔融，然后加入还原剂组合物S3，在熔融焊料表面形成具有上述成分的浮层，开始对印刷线路板进行波峰焊。

收集产生的浮渣A3。

实施例4

本实施例用于说明本发明公开的还原剂组合物及其制备方法以及焊接方法。

在80℃下向1重量份偏磷酸铵中加入40重量份柠檬酸和35重量份聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯，然后在50℃搅拌50min。再加入24重量份聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯并搅拌50min。得到还原剂组合物S4。

在波峰焊接机的焊池中，于275℃下将锡银铜合金焊料(96.5％Sn、3％Ag、0.5％Cu)熔融，然后加入还原剂组合物S4，在熔融焊料表面形成具有上述成分的浮层，开始对印刷线路板进行波峰焊。

收集产生的浮渣A4。

实施例5

本实施例用于说明本发明公开的焊接方法以及焊接方法。

在90℃下向8重量份偏磷酸铵中加入27重量份植酸和35重量份壬基酚聚氧乙烯醚，然后在70℃搅拌30min。再加入30重量份壬基酚聚氧乙烯醚并搅拌30min。得到还原剂组合物S5。

在波峰焊接机的焊池中，于275℃下将锡银铜合金焊料(96.5％Sn、3％Ag、0.5％Cu)熔融，然后加入还原剂组合物S5，在熔融焊料表面形成具有上述成分的浮层，开始对印刷线路板进行波峰焊。

收集产生的浮渣A5。

实施例6

本实施例用于说明本发明公开的焊接方法以及焊接方法。

在90℃下向4重量份偏磷酸铵中加入1重量份磷酸二氢铵，然后加入25重量份植酸和50重量份壬基酚聚氧乙烯醚，然后在70℃搅拌40min。再加入20重量份壬基酚聚氧乙烯醚并搅拌40min。得到还原剂组合物S6。

在波峰焊接机的焊池中，于275℃下将锡银铜合金焊料(96.5％Sn、3％Ag、0.5％Cu)熔融，然后加入还原剂组合物S6，在熔融焊料表面形成具有上述成分的浮层，开始对印刷线路板进行波峰焊。

收集产生的浮渣A6。

实施例7

本实施例用于说明本发明公开的焊接方法以及焊接方法。

在90℃下向4重量份偏磷酸铵中加入2重量份磷酸二氢铵，然后加入24重量份植酸和50重量份壬基酚聚氧乙烯醚，然后在70℃搅拌40min。再加入20重量份壬基酚聚氧乙烯醚并搅拌40min。得到还原剂组合物S7。

在波峰焊接机的焊池中，于275℃下将锡银铜合金焊料(96.5％Sn、3％Ag、0.5％Cu)熔融，然后加入还原剂组合物S7，在熔融焊料表面形成具有上述成分的浮层，开始对印刷线路板进行波峰焊。

收集产生的浮渣A7。

对比例1

本对比例用于对比说明本发明公开的焊接方法以及焊接方法。

按照实施例1的方法制备还原剂组合物，不同的是，不含有偏磷酸铵。得到还原剂组合物D1。

按照实施例1的方法进行波峰焊。

收集产生的浮渣DA1。

对比例2

本对比例用于对比说明本发明公开的焊接方法以及焊接方法。

在波峰焊接机的焊池中，于275℃下将锡银铜合金焊料(96.5％Sn、3％Ag、0.5％Cu)熔融，开始对印刷线路板进行波峰焊。

收集产生的浮渣DA2。

性能测试

对上述制备得到的还原剂组合物S1-S7、D1进行焊接润湿性测试，并与未添加还原剂组合物的焊接进行对比，测试方法如下：

依据JIS Z 3198-4；2003规定的方法对标准熔融无铅焊料(96.5％Sn、3％Ag、0.5％Cu)进行润湿性测试，测试条件为：浸渍深度为5mm，浸渍速度为20mm/s，浸渍时间为5s，测试温度为260℃。得到未添加还原剂组合物的润湿时间和最大润湿力。

然后分别独立的在标准无铅焊料炉中加入还原剂组合物S1-S7、D1，去除熔融焊料表面的锡渣，进行焊接，然后去除熔融焊料表面的锡渣及还原剂组合物，然后按照上述前述条件进行测试，得到添加还原剂组合物的润湿时间和最大润湿力。

上述测试结果记入表1。

表1

焊接测试	润湿时间/s	最大润湿力/mN
			添加还原剂组合物S1	0.67	3.85
添加还原剂组合物S2	0.65	3.88
			添加还原剂组合物S3	0.68	3.84
添加还原剂组合物S4	0.69	3.84
			添加还原剂组合物S5	0.74	3.82
添加还原剂组合物S6	0.61	3.90
			添加还原剂组合物S7	0.60	3.91
添加还原剂组合物D1	0.80	3.76
			未添加还原剂组合物	0.88	3.70

从表1的测试结果可以看出(其中，S1-S7的润湿时间分别为0.67s、0.65s、0.68s、0.69s、0.74s、0.61s、0.60s，最大润湿力分别为3.85mN、3.88mN、3.84mN、3.84mN、3.82mN、3.90mN、3.91mN，D1的润湿时间为0.80s，最大润湿力为3.76mN，未添加还原剂组合物时的润湿时间为0.88s，最大润湿力为3.70mN)，在焊接过程中，添加本发明公开的还原剂组合物可以缩短焊接时的润湿时间，增大润湿力。从而大大提高焊接效果。

从S1与D1的测试数据可以看出，本发明公开的焊接方法可以更好的缩短焊接时的润湿时间，增大润湿力。从S1与S2的测试数据可以看出，当还原剂组合物中进一步含有磷酸二氢铵等促进剂时，对进一步缩短焊接时的润湿时间，增大润湿力十分有利。从S1与S5的测试数据可以看出，当偏磷酸铵含量在本发明优选的范围内，对进一步缩短焊接时的润湿时间，增大润湿力更为有利。并且，从S2与S6、S7的测试数据可以看出，当浮层中偏磷酸铵和磷酸二氢铵的含量比在2-5:1内时，对缩短焊接时的润湿时间，增大润湿力最为有利。

测试上述浮渣A1-A7和DA1、DA2中的铜含量，测试方法如下：

依据“GB5085.3-2007危险废物鉴别标准浸出毒性标准附录A固体废物元素的测定电感耦合等离子体原子发射光谱法”规定的方法进行测试。

上述测试结果记入表2。

表2

从表2的测试结果可以看出(A1-A7的铜离子含量分别为1466mg/L、1169mg/L、1507mg/L、1524mg/L、1693mg/L、1013mg/L、1028mg/L，DA1-DA2的铜离子含量分别为2076mg/L、3100mg/L)，采用本发明公开的焊接方法可大大降低浮渣中铜元素的含量，从而可以体现本发明公开的焊接方法的熔融焊料中铜元素的含量比现有的焊接方法的熔融焊料中铜元素的含量低，一方面说明本发明公开的焊接方法可以降低铜离子含量升高所带来的焊接质量下降以及熔融焊料熔点升高的问题，同时，也可以省去额外的降低铜离子含量的工艺，简化了工艺。

从A1与DA1的测试数据可以看出，本发明公开的焊接方法可以更好的降低铜离子含量，利于提高焊接质量。从A1与A2的测试数据可以看出，当浮层中进一步含有磷酸二氢铵等促进剂时，对进一步降低铜离子含量十分有利。从A1与A5的测试数据可以看出，当偏磷酸铵含量在本发明优选的范围内，对进一步降低铜离子含量更为有利。并且，从A2与A6、A7的测试数据可以看出，当浮层中偏磷酸铵和磷酸二氢铵的含量比在2-5:1内时，对降低铜离子含量的效果最为有利。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种还原剂组合物，其特征在于，包括非离子表面活性剂、抗氧化剂和偏磷酸铵；所述还原剂组合物中，非离子表面活性剂的含量为59-80wt％，抗氧化剂的含量为15-40wt％，偏磷酸铵的含量为0.5-5wt％。

2.根据权利要求1所述的还原剂组合物，其特征在于，所述非离子表面活性剂选自壬基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯中的一种或多种；所述抗氧化剂选自植酸、苹果酸、柠檬酸中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的还原剂组合物，其特征在于，所述还原剂组合物中还含有促进剂，所述促进剂选自苯胺、溴化四丁基胺、三乙醇胺、乙二胺、甲胺、柠檬酸三铵、磷酸二氢铵中的一种或多种，所述还原剂组合物中促进剂的含量为0.5-5wt％。

4.根据权利要求3所述的还原剂组合物，其特征在于，所述促进剂为磷酸二氢铵；所述还原剂组合物中，偏磷酸铵与磷酸二氢铵的含量比为2-5:1。

5.如权利要求1所述的还原剂组合物的制备方法，其特征在于，包括在80-100℃下向偏磷酸铵中加入抗氧化剂和第一部分非离子表面活性剂，然后在50-90℃搅拌10-50min，然后加入第二部分非离子表面活性剂，并搅拌15-50min；所述非离子表面活性剂的添加量为59-80wt％，抗氧化剂的添加量为15-40wt％，偏磷酸铵的添加量为0.5-5wt％。

6.如权利要求5所述的还原剂组合物的制备方法，其特征在于，其中，第一部分非离子表面活性剂与第二部分非离子表面活性剂的重量比为2.5-1:1。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，在加入抗氧化剂和非离子表面活性剂前，还包括先将偏磷酸铵与磷酸二氢铵混合；所述磷酸二氢铵的添加量为0.5-5wt％。

8.一种焊接方法，其特征在于，包括在焊池中形成熔融焊料，从熔融焊料中形成高于熔融焊料表面的焊液流，将待焊物与所述焊液流接触进行焊接，其中，所述熔融焊料表面具有浮层，所述浮层中含有非离子表面活性剂、抗氧化剂和偏磷酸铵；所述浮层中，非离子表面活性剂的含量为59-80wt％，抗氧化剂的含量为15-40wt％，偏磷酸铵的含量为0.5-5wt％。

9.根据权利要求8所述的焊接方法，其特征在于，所述焊接温度为240-280℃。

10.根据权利要求8所述的焊接方法，其特征在于，所述非离子表面活性剂选自壬基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯中的一种或多种；所述抗氧化剂选自植酸、苹果酸、柠檬酸中的一种或多种。

11.根据权利要求9-10中任意一项所述的焊接方法，其特征在于，所述浮层中还含有促进剂；所述促进剂选自苯胺、溴化四丁基胺、三乙醇胺、乙二胺、甲胺、柠檬酸三铵、磷酸二氢铵中的一种或多种；所述浮层中促进剂的含量为0.5-5wt％。

12.根据权利要求11所述的焊接方法，其特征在于，所述促进剂为磷酸二氢铵，偏磷酸铵与磷酸二氢铵的含量比为2-5:1。