CN106271217A - 一种免洗无卤助焊剂及低温焊锡丝 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种免洗无卤助焊剂及低温焊锡丝。本发明的免洗无卤助焊剂，按重量百分比计，由以下原料制备而成：20％～35％的成膜物质，40％～70％的溶剂，2％7％的活化剂，0.1％～1％的表面活性剂，和0.5％～3％的添加剂；上述原料中各组分的含量之和为100％。本发明的免洗无卤助焊剂，不含卤素化合物，绿色环保，通过调节原料中成膜物质、溶剂、活化剂、表面活性剂、添加剂的组成配比，使得无卤免洗助焊剂的活性高，焊接后的残留物少，无需进行焊接后的清洗工艺，显著提高了焊接后元器件的绝缘电阻值。另外，本发明的低温焊锡丝相比传统的无铅焊料，熔点低，且手工焊接时实用性好，焊点光滑美观，可以广泛应用于热敏感元器件的焊接。

Description

一种免洗无卤助焊剂及低温焊锡丝

技术领域

本发明涉及助焊剂技术领域，尤其涉及一种免洗无卤助焊剂及低温焊锡丝。

背景技术

焊锡丝通常由锡合金和助焊剂两部分组成，助焊剂起到提高焊锡丝在焊接过程中的辅热传导、去除氧化、降低被焊接材质表面张力、去除被焊接材质表面油污、增大焊接面积的作用，由此可见，焊锡丝的润湿性、腐蚀性等重要性能主要取决于助焊剂的优劣。

传统的焊锡丝的助焊剂通常采用由松香、树脂、含卤化物的活性剂、添加剂和有机溶剂组成的松香树脂系助焊剂。这类助焊剂虽然可焊性好，成本低，但焊接后存在助焊剂残留物多、气味和喷溅明显的现象，对使用人员健康和环境造成威胁。助焊剂残留物中含有卤素离子，会逐步引起电气绝缘性能下降和短路等问题，要解决这一问题，必须对电子印制板上的松香树脂系助焊剂残留物进行清洗。这样不但会增加生产成本，而且清洗松香树脂系助焊剂残留的清洗剂主要是氟氯化合物。这种化合物是大气臭氧层的损耗物质，属于禁用和被淘汰之列。随着欧盟RoHS法规及国家统一推行的电子信息产品污染控制自愿性认证的实施，电子焊接工艺早已向绿色环保，节能低碳的趋势发展，对无卤、低残留、免清洗类焊锡丝产品的需求越来越迫切。

CN102000927A公开了一种无铅焊锡膏，以所述焊锡膏重量为基准由8～20％的助焊剂和80～92％的SnAgCu系列焊锡粉混合而成，所述助焊剂以其重量为基准含有38～44％的松香，6.5～7.0％的活性剂、41～45％的有机溶剂和2.4～7.0％的触变剂；所述活性剂由含卤复合盐、二元有机酸和醇胺盐组成；所述有机溶剂由＞220℃的高沸点溶剂和＜220℃的低沸点溶剂配合而成；所述触变剂由聚酰胺、氢化蓖麻油、脂肪酸甘油酯、N，N-亚乙基双硬脂酸酰胺中的一种或两种组成；所述SnAgCu系列焊锡粉以其重量为基准由96.5～99.0％Sn粉、0.3～3.0％Ag粉和0.5～0.7％Cu粉混合组成，其焊接性能、印刷性能和铺展性好，焊后残留物少，但是其原料中含卤素化合物，对环境不利，焊接后需要清洗工艺，成本高。

CN101224525A公开了一种无铅膏体焊接材料，由Sn-Cu-Ti焊料粉与焊膏助焊剂按10:0.8～1.5的重量比例混合制成，其中Sn-Cu-Ti焊料粉的组成成分为Sn95～99wt％，Cu0.5～2wt％，Ti余量；焊膏助焊剂的组成成分为：粘结成膜剂45～65％，活化及表面活性剂0.2～15％，触变防尘增滑剂1～10％，配合添加剂0.5～10％，溶剂余量。本发明的无铅膏体焊接材料，不含卤素，无异味，焊点成型性好，适用在焊点227℃的温度范围内实现焊接的领域，但是对于热敏感元器件的焊接，其焊点低，要求的焊接材料的熔点要低，熔点太高的焊接材料的应用就受到了局限。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种免洗无卤助焊剂，其不含卤素化合物，用于焊锡丝的制备时助焊性高，无需清洗。

为达此发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种免洗无卤助焊剂，按重量百分比计，由以下原料制备而成：

20％～35％的成膜物质，

40％～70％的溶剂，

2％～7％的活化剂，

0.1％～1％的表面活性剂，和

0.5％～3％的添加剂；

上述原料中各组分的含量之和为100％。

优选地，本发明的所述免洗无卤助焊剂，按重量百分比计，由以下原料制备而成：

25％～35％的成膜物质，

55％～65％的溶剂，

3.0％～5.5％的活化剂，

0.5％～0.8％的表面活性剂，和

1.0％～2.5％的添加剂；

上述原料中各组分的含量之和为100％；

进一步地，本发明的所述免洗无卤助焊剂，按重量百分比计，由以下原料制备而成：

28％～32％的成膜物质，

56％～60％的溶剂，

3.5％～4.5％的活化剂，

0.6％～0.7％的表面活性剂，和

1.5％～2％的添加剂；

上述原料中各组分的含量之和为100％。

本发明所述的成膜物质采用聚合类树脂。

优选地，所述成膜物质选自酚醛树脂、丙烯酸树脂、氯乙烯树脂、聚氨酯中的一种或至少两种的混合物。所述混合物的典型但非限制性的实例如：酚醛树脂和丙烯酸树脂的混合物，酚醛树脂和氯乙烯树脂的混合物，酚醛树脂和聚氨酯的混合物，丙烯酸树脂和氯乙烯树脂的混合物，丙烯酸树脂和聚氨酯的混合物，氯乙烯树脂和聚氨酯的混合物。本发明的上述混合物还可以选择三种成膜物质的混合物，例如酚醛树脂、丙烯酸树脂与氯乙烯树脂的混合物，酚醛树脂、丙烯酸树脂与聚氨酯的混合物，丙烯酸树脂、氯乙烯树脂与聚氨酯的混合物。本发明的上述混合物也可选择酚醛树脂、丙烯酸树脂、氯乙烯树脂与聚氨酯四种成膜物质的混合物。本发明采用上述成膜物质，其软化点适宜，软化点为90～100℃，焊接后焊点不发黄、透明干净。

优选地，本发明所述的免洗无卤助焊剂中成膜物质的重量百分比占20～35％，优选为25％～35％，进一步优选为28％～32％，例如20％、21％、22％、23％、24％、25％、25.5％、26％、26.5％、27％、27.5％、28％、28.5％、29％、29.5％、30％、30.5％、31％、31.5％、32％、32.5％、33％、34％、35％。成膜物质的含量决定了助焊剂的性能，成膜物质的含量高于本发明的35％时，制备成的免洗无卤助焊剂在焊接后残留物太多，需要对助焊剂残留物进行清洗，增加了成本，并且对环境造成污染；成膜物质的含量低于本发明的20％时，影响氧化保护膜的形成，焊接后导致元器件的热传导性能不佳。

所述溶剂作为液体成分，其主要作用是溶解助焊剂中的固体成分，使之形成均匀的溶液，便于待焊元件均匀涂布适量的助焊剂成分，同时它还可以清洗轻的脏物和金属表面的油污。优选地，本发明所述的溶剂选自乙醇、异丙醇、乙二醇、丁醚中的一种或至少两种的混合物。所述混合物的典型但非限制性的实例如：乙醇与异丙醇的混合物，乙醇与乙二醇的混合物，乙醇与丁醚的混合物，异丙醇与乙二醇的混合物，异丙醇与丁醚的混合物。本发明的上述混合物还可以选择三种溶剂的混合物，例如乙醇、异丙醇与乙二醇的混合物，乙醇、异丙醇与丁醚的混合物，异丙醇、乙二醇与丁醚的混合物。本发明的上述混合物也可以为乙醇、异丙醇、乙二醇与丁醚四种溶剂的混合物。本发明采用的上述溶剂为无毒溶剂，绿色环保。优选地，本发明的免洗无卤助焊剂中所述溶剂的重量百分比占40％～70％，优选为55％～65％，进一步优选为56％～60％，例如40％、42％、45％、48％、50％、51％、52％、53％、54％、55％、55.5％、56％、56.5％、57％、57.5％、58％、58.5％、59％、59.5％、60％、61％、62％、63％、64％、65％、66％、67％、68％、69％、70％。

所述免洗无卤助焊剂中活化剂的主要功能是除去引线脚上的氧化物和熔融焊料表面的氧化物，是助焊剂的关键成分之一。其中活化剂为有机酸活化剂；优选地，所述有机酸活化剂选自芳香族有机酸和/或脂肪族有机酸；优选地，所述有机酸活化剂选自柠檬酸、乙二酸、丁二酸、苹果酸、苯甲酸、水杨酸、戊二酸、己二酸中的一种或至少两种形成的混合物。所述混合物的典型但非限制性的实例如：柠檬酸与乙二酸的混合物，柠檬酸与丁二酸的混合物，柠檬酸与苹果酸的混合物，柠檬酸与苯甲酸的混合物，柠檬酸与水杨酸的混合物，柠檬酸与戊二酸的混合物，柠檬酸与己二酸的混合物，乙二酸与丁二酸的混合物，乙二酸与苹果酸的混合物，乙二酸与苯甲酸的混合物，乙二酸与水杨酸的混合物，乙二酸与戊二酸的混合物，乙二酸与己二酸的混合物，丁二酸与苹果酸的混合物，丁二酸与苯甲酸的混合物，丁二酸与水杨酸的混合物，丁二酸与戊二酸的混合物，丁二酸与己二酸的混合物，苹果酸与苯甲酸的混合物，苹果酸与水杨酸的混合物，苹果酸与戊二酸的混合物，苹果酸与己二酸的混合物，苯甲酸与水杨酸的混合物，苯甲酸与戊二酸的混合物，苯甲酸与己二酸的混合物，水杨酸与戊二酸的混合物，水杨酸与己二酸的混合物，戊二酸与己二酸的混合物。本发明的上述混合物也可以选择三种有机酸活化剂的混合物，例如柠檬酸、乙二酸与丁二酸的混合物，柠檬酸、乙二酸与苹果酸的混合物，柠檬酸、乙二酸与苯甲酸的混合物，柠檬酸、乙二酸与水杨酸的混合物，柠檬酸、乙二酸与戊二酸的混合物，柠檬酸、乙二酸与己二酸的混合物，柠檬酸、丁二酸与苹果酸的混合物，柠檬酸、丁二酸与苯甲酸的混合物，柠檬酸、丁二酸与水杨酸的混合物，柠檬酸、丁二酸与戊二酸的混合物，柠檬酸、丁二酸与己二酸的混合物，柠檬酸、苹果酸与苯甲酸的混合物，柠檬酸、苹果酸与水杨酸的混合物，柠檬酸、苹果酸与戊二酸的混合物，柠檬酸、苹果酸与己二酸的混合物，柠檬酸、苯甲酸与水杨酸的混合物，柠檬酸、苯甲酸与戊二酸的混合物，柠檬酸、苯甲酸与己二酸的混合物，柠檬酸、水杨酸与戊二酸的混合物，柠檬酸、水杨酸与己二酸的混合物，柠檬酸、戊二酸与己二酸的混合物。本发明的混合物可以选择四种有机酸活化剂的混合物，例如，柠檬酸、乙二酸、丁二酸与苹果酸的混合物，柠檬酸、丁二酸、苹果酸与苯甲酸的混合物，柠檬酸、苹果酸、苯甲酸与水杨酸的混合物，柠檬酸、苯甲酸、水杨酸与戊二酸的混合物，柠檬酸、水杨酸、戊二酸与己二酸的混合物，乙二酸、丁二酸、苹果酸与苯甲酸的混合物，乙二酸、苹果酸、苯甲酸与水杨酸的混合物，乙二酸、苯甲酸、水杨酸与戊二酸的混合物，乙二酸、水杨酸、戊二酸与己二酸的混合物，丁二酸、苹果酸、苯甲酸与水杨酸的混合物，丁二酸、苯甲酸、水杨酸与戊二酸的混合物，丁二酸、水杨酸、戊二酸与己二酸的混合物，苹果酸、苯甲酸、水杨酸与戊二酸的混合物，苹果酸、水杨酸、戊二酸与己二酸的混合物，苯甲酸、水杨酸、戊二酸与己二酸的混合物。本发明所述的混合物可以为五种有机酸活化剂的混合物，例如：柠檬酸、乙二酸、丁二酸、苹果酸与苯甲酸的混合物，柠檬酸、丁二酸、苹果酸、苯甲酸与水杨酸的混合物，柠檬酸、苹果酸、苯甲酸、水杨酸与戊二酸的混合物，柠檬酸、苯甲酸、水杨酸、戊二酸与己二酸的混合物，乙二酸、丁二酸、苹果酸、苯甲酸与水杨酸的混合物，乙二酸、苹果酸、苯甲酸、水杨酸与戊二酸的混合物，乙二酸、苯甲酸、水杨酸、戊二酸与己二酸的混合物，丁二酸、苹果酸、苯甲酸、水杨酸与戊二酸的混合物，丁二酸、苯甲酸、水杨酸、戊二酸与己二酸的混合物，苹果酸、苯甲酸、水杨酸、戊二酸与己二酸的混合物。本发明的混合物可以选择六种有机酸活化剂的混合物，例如：柠檬酸、乙二酸、丁二酸、苹果酸、苯甲酸与水杨酸的混合物，柠檬酸、丁二酸、苹果酸、苯甲酸、水杨酸与戊二酸的混合物，柠檬酸、苹果酸、苯甲酸、水杨酸、戊二酸与己二酸的混合物，乙二酸、丁二酸、苹果酸、苯甲酸、水杨酸与戊二酸的混合物，乙二酸、苹果酸、苯甲酸、水杨酸、戊二酸与己二酸的混合物，丁二酸、苹果酸、苯甲酸、水杨酸、戊二酸与己二酸的混合物。本发明的混合物可以选择七种有机酸活化剂的混合物，例如：柠檬酸、乙二酸、丁二酸、苹果酸、苯甲酸、水杨酸与戊二酸的混合物，柠檬酸、丁二酸、苹果酸、苯甲酸、水杨酸、戊二酸与己二酸的混合物，乙二酸、丁二酸、苹果酸、苯甲酸、水杨酸、戊二酸与己二酸的混合物。本发明的混合物可以选择柠檬酸、乙二酸、丁二酸、苹果酸、苯甲酸、水杨酸、戊二酸与己二酸八种有机酸活化剂的混合物。本发明采用的上述有机酸活化剂在无铅焊接温度下挥发、焊后无残留。免洗无卤助焊剂中有机酸活化剂的含量决定了其性能，因此应合理控制有机酸活化剂的含量。优选地，本发明所述的免洗无卤助焊剂中活化剂的重量百分比占2％～7％，优选为3.0％～5.5％，进一步优选为3.5％～4.5％，例如2％、2.1％、2.2％、2.3％、2.4％、2.5％、2.6％、2.7％、2.8％、2.9％、3％、3.1％、3.2％、3.3％、3.4％、3.5％、3.7％、3.9％、4％、4.2％、4.5％、4.8％、4.9％、5％、5.1％、5.2％、5.3％、5.4％、5.5％、5.6％、5.7％、5.8％、5.9％、6％、6.1％、6.2％、6.3％、6.4％、6.5％、6.6％、6.7％、6.8％、6.9％、7％。活化剂含量高于本发明的7％时，会对待焊接的元器件产生腐蚀，活化剂含量高于本发明的2％时，活化能力太弱，不能满足助焊剂的润湿性能。

所述表面活性剂的主要功能是减小焊料与引线脚金属两者接触时产生的表面张力，增强表面润湿力，增强有机酸活化剂的渗透力，也可起发泡剂的作用，含卤素的表面活性剂活性强，助焊能力高，但因卤素离子很难清洗干净，离子残留度高，卤素元素(主要是氯化物和溴化物)有强腐蚀性，故不适合用作免洗助焊剂的原料。优选地，本发明所述表面活性剂为脂肪酸族或芳香族的非离子型表面活性剂；优选地，所述非离子表面活性剂选自烷基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、山梨糖醇酐单月桂酸酯中的一种或至少两种。所述混合物典型但非限制性的实例如：烷基酚聚氧乙烯醚与辛基酚聚氧乙烯醚的混合物，烷基酚聚氧乙烯醚与壬基酚聚氧乙烯醚的混合物，烷基酚聚氧乙烯醚与山梨糖醇酐单月桂酸酯的混合物，辛基酚聚氧乙烯醚与壬基酚聚氧乙烯醚的混合物，辛基酚聚氧乙烯醚与山梨糖醇酐单月桂酸酯的混合物，壬基酚聚氧乙烯醚与山梨糖醇酐单月桂酸酯的混合物。本发明的所述混合物还可以选择三种非离子表面活性剂的混合物，例如烷基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚与壬基酚聚氧乙烯醚的混合物，烷基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚与山梨糖醇酐单月桂酸酯的混合物，辛基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚与山梨糖醇酐单月桂酸酯的混合物。本发明的混合物也可以选择烷基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、山梨糖醇酐单月桂酸酯四种非离子表面活性剂的混合物。本发明采用上述的非离子表面活性剂可以降低溶剂的表面张力，提高润湿性能等。免洗无卤助焊剂中表面活性剂占0.1％～1％，优选为0.5％～0.8％，进一步优选为0.6％～0.7％，例如0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.55％、0.6％、0.65％、0.7％、0.75％、0.8％、0.9％、1％。

其中，免洗无卤助焊剂中还可以含有各种添加剂，作为具体例，所述添加剂可以列举为触变剂、缓蚀剂、防氧化剂等，这些添加剂可以单独使用，也可以两种或者两种以上混合使用，例如：触变剂与缓蚀剂混合使用，触变剂与防氧化剂混合使用，缓蚀剂与防氧化剂混合使用，也可以为触变剂、缓蚀剂与防氧化剂三种混合使用。优选地，本发明所述的免洗无卤助焊剂中添加剂占0.5％～5％，优选为1.0％～2.5％，进一步优选为1.5％～2％，例如1％、1.2％、1.5％、1.7％、1.8％、1.9％、2％、2.1％、2.1％、2.3％、2.4％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％、5％。

所述触变剂加入助焊剂中，可使助焊剂在静止时有较高的稠度，在外力作用下又变成低稠度液体。优选地，本发明所述触变剂选自聚酰胺蜡和/或氢化蓖麻油。

所述缓蚀剂的加入使其在待焊元器件的表面形成保护膜，保护其表面免受大气及有害介质的腐蚀。优选地，本发明所述缓蚀剂选自苯骈三氮唑和/或甲基苯骈三氮唑。

优选地，所述防氧化剂选自薄荷醇和/或己二胺。

本发明的目的之二在于提供一种低温焊锡丝，其熔点低，手工焊接时实用性好，焊点外观光滑美观。

为达此发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种低温焊锡丝，所述低温焊锡丝的制备原料中包括免洗无卤助焊剂。

其中，本发明所说的低温焊锡丝指的是焊锡丝的熔点低。所述低温焊锡丝，按重量百分比计，制备原料包括97.8％～98.2％的锡合金以及1.8％～2.2％的所述免洗无卤助焊剂，例如锡合金的重量百分比为97.8％、97.9％、98％、98.1％、98.2％，免洗无卤助焊剂的重量百分比为1.8％、1.9％、2％、2.1％、2.2％。

锡合金是在锡中加入其它合金元素组成的合金，其它合金元素可以为铅、锑、铜、银等。锡合金具有较高的导热性和较低的热膨胀系数，耐大气腐蚀、具有优良的减摩性能，易于铜、钢、铝及其合金等材料焊合，是很好的焊料。鉴于铅对环境的污染和对人体健康造成的危害，在环保意识、可持续发展等因素的制约和推动下，无铅产品的需求越来越高。因此本发明的焊锡丝所用原料采用的锡合金是无铅锡合金，传统的无铅锡合金的熔点较高，一般在180℃以上，但是对于一些热敏元器件来说，要求焊锡丝的熔点要低以满足焊接时对温度的要求。优选地，本发明所述锡合金为SnAgBi合金；通过调节Sn、Ag、Bi三种元素的配比，实现焊锡丝低熔点的要求。优选地，所述SnAgBi合金，按重量百分比计，包括0.5％～3％的Ag、43％～65％的Bi及余量的Sn，例如，Ag的重量百分比为0.5％、1％、1.5％、2％、2.5％；Bi的重量百分比为43％、44％、45％、46％、47％、48％、49％、50％、51％、52％、53％、54％、55％、56％、58％、60％、61％、62％、63％、64％、65％，相应的根据Ag和Bi的含量调节Sn的用量。

作为优选方案，所述低温焊锡丝，按重量百分比计，制备原料包括98％的SnAgBi合金和2％的免洗无卤助焊剂；所述SnAgBi合金，按重量百分比计，包括0.5％的Ag、44.5％的Bi及余量的Sn；所述免洗无卤助焊剂，按重量百分比计，由以下原料制备而成：20％的酚醛树脂、12％的丙烯酸树脂、61％的异丙醇、1％的苹果酸、1.5％的水杨酸、1.5％的丁二酸、1.5％的己二酸、0.5％的烷基酚聚氧乙烯醚、0.3％的氢化蓖麻油、0.5％的甲基苯骈三氮唑和0.2％的薄荷醇。

进一步地，所述低温焊锡丝，按重量百分比计，制备原料包括97.8％的SnAgBi合金和2.2％的免洗无卤助焊剂；所述SnAgBi合金，按重量百分比计，包括0.5％的Ag、63.5％的Bi及余量的Sn；所述免洗无卤助焊剂，按重量百分比计，由以下原料制备而成：20％的酚醛树脂、15％的氯乙烯树脂、58％的异丙醇、0.8％的柠檬酸、1.5％的反油酸、1.5％的丁二酸、1.5％的苯甲酸、0.5％的辛基酚聚氧乙烯醚、0.4％的聚酰胺蜡、0.6％的苯骈三氮唑和0.2％的薄荷醇。

优选地，所述低温焊锡丝，按重量百分比计，制备原料包括98％的SnAgBi合金和2％的免洗无卤助焊剂；所述SnAgBi合金，按重量百分比计，包括2.5％的Ag、55.5％的Bi及余量的Sn；所述免洗无卤助焊剂，按重量百分比计，由以下原料制备而成：12％的聚氨酯、15％的酚醛树脂、65％的异丙醇、0.8％的戊二酸、1.8％的丁二酸、1.8％的苹果酸、1.1％的苯甲酸、0.8％的山梨糖醇酐单月桂酸酯、0.4％的氢化蓖麻油、0.6％的苯骈三氮唑和0.7％的己二胺。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明的免洗无卤助焊剂不含卤素化合物，绿色环保，通过调节原料中成膜物质、溶剂、活化剂、表面活性剂、添加剂的组成配比，使得无卤免洗助焊剂的活性高，扩展率大于80％；焊接后的残留物少，无需进行焊接后的清洗工艺，显著提高了焊接后元器件的绝缘电阻值，使绝缘电阻值大于100MΩ。

本发明的低温焊锡丝，制备原料中应用了免洗无卤助焊剂，不含卤素化合物，环保，焊接后无需清洗工艺，相比传统的无铅焊料，熔点低，在135℃～156℃之间，且手工焊接时实用性好，焊点光滑美观，可以广泛应用于热敏感元器件的焊接。

具体实施方式

下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

如无具体说明，本发明的各种原料均可市售购得，或根据本领域的常规方法制备得到。

实施例1

1)制备免洗无卤助焊剂：按重量百分比计，称取以下原料：20％的酚醛树脂、12％的丙烯酸树脂、61％的异丙醇、1％的苹果酸、1.5％的水杨酸、1.5％的丁二酸、1.5％的己二酸、0.5％的烷基酚聚氧乙烯醚、0.3％的氢化蓖麻油、0.5％的甲基苯骈三氮唑和0.2％的薄荷醇，其中酚醛树脂和丙烯酸树脂构成合成树脂，苹果酸、水杨酸、丁二酸和己二酸复配构成有机酸活化剂；将以上原料混合后制备得到免洗无卤助焊剂。

2)制备低温焊锡丝：按重量百分比计，以0.5％的Ag、44.5％的Bi及余量的Sn为原料制备SnAgBi合金；按重量百分比计，由上述制备的98％的SnAgBi合金和步骤1)制备的2％的免洗无卤助焊剂为原料制备低温焊锡丝。

实施例2

1)制备免洗无卤助焊剂：按重量百分比计，称取以下原料：20％的酚醛树脂、15％的氯乙烯树脂、58％的异丙醇、0.8％的柠檬酸、1.5％的反油酸、1.5％的丁二酸、1.5％的苯甲酸、0.5％的辛基酚聚氧乙烯醚、0.4％的聚酰胺蜡、0.6％的苯骈三氮唑和0.2％的薄荷醇，酚醛树脂和氯乙烯树脂构成合成树脂，柠檬酸、反油酸、丁二酸和苯甲酸复配构成有机酸活化剂；将以上原料混合后制备得到免洗无卤助焊剂。

2)制备低温焊锡丝：按重量百分比计，以0.5％的Ag、63.5％的Bi及余量的Sn为原料制备SnAgBi合金；按重量百分比计，由上述制备的97.8％的SnAgBi合金和步骤1)制备的2.2％的免洗无卤助焊剂为原料制备低温焊锡丝。

实施例3

1)制备免洗无卤助焊剂：按重量百分比计，称取以下原料：12％的聚氨酯、15％的酚醛树脂、65％的异丙醇、0.8％的戊二酸、1.8％的丁二酸、1.8％的苹果酸、1.1％的苯甲酸、0.8％的山梨糖醇酐单月桂酸酯、0.4％的氢化蓖麻油、0.6％的苯骈三氮唑和0.7％的己二胺，其中聚氨酯和酚醛树脂构成合成树脂，戊二酸、丁二酸、苹果酸和苯甲酸复配构成有机酸活化剂；将以上原料混合后制备得到免洗无卤助焊剂。

2)制备低温焊锡丝：按重量百分比计，以2.5％的Ag、55.5％的Bi及余量的Sn为原料制备SnAgBi合金；按重量百分比计，由上述制备的98％的SnAgBi合金和步骤1)制备的2％的免洗无卤助焊剂为原料制备低温焊锡丝。

实施例4

1)制备免洗无卤助焊剂：按重量百分比计，称取以下原料：10％的丙烯酸树脂、22％的酚醛树脂、30％的乙二醇、30％的异丙醇、1％的乙二酸、1.5％的丁二酸、2％的水杨酸、1.3％的苯甲酸、0.6％的壬基酚聚氧乙烯醚、0.4％的氢化蓖麻油、0.6％的苯骈三氮唑和0.5％的薄荷醇，其中丙烯酸树脂和酚醛树脂构成合成树脂，乙二酸、丁二酸、水杨酸和苯甲酸复配构成有机酸活化剂；将以上原料混合后制备得到免洗无卤助焊剂。

2)制备低温焊锡丝：按重量百分比计，以3％的Ag、50％的Bi及余量的Sn为原料制备SnAgBi合金；按重量百分比计，由上述制备的97.9％的SnAgBi合金和步骤1)制备的2.1％的免洗无卤助焊剂为原料制备低温焊锡丝。

实施例5

1)制备免洗无卤助焊剂：按重量百分比计，称取以下原料：13％的聚氨酯、16％的氯乙烯树脂、20％的异丙醇、18％的乙二醇、24％的丁醚、2％的柠檬酸、1.8％的苹果酸、1.1％的苯甲酸、0.7％的烷基酚聚氧乙烯醚、0.6％的氢化蓖麻油、0.3％的甲基苯骈三氮唑和1.2％的己二胺，其中聚氨酯和氯乙烯树脂构成合成树脂，柠檬酸、苹果酸和苯甲酸复配构成有机酸活化剂；将以上原料混合后制备得到免洗无卤助焊剂。

2)制备低温焊锡丝：按重量百分比计，以2％的Ag、60％的Bi及余量的Sn为原料制备SnAgBi合金；按重量百分比计，由上述制备的98.1％的SnAgBi合金和步骤1)制备的1.9％的免洗无卤助焊剂为原料制备低温焊锡丝。

实施例6

1)制备免洗无卤助焊剂：按重量百分比计，称取以下原料：10％的酚醛树脂、15％的丙烯酸树脂、6％的氯乙烯树脂、40％的异丙醇、22％的丁醚、0.8％的乙二酸、0.8％的丁二酸、1％的苹果酸、0.6％的苯甲酸、1.1％的水杨酸、1.2％的戊二酸、0.3％的辛基酚聚氧乙烯醚、0.3％的壬基酚聚氧乙烯醚、0.1％的聚酰胺蜡、0.1％的氢化蓖麻油、0.5％的甲基苯骈三氮唑、0.1％的薄荷醇和0.1％的己二胺，其中酚醛树脂、丙烯酸树脂、氯乙烯树脂构成合成树脂，乙二酸、丁二酸、苹果酸、苯甲酸、水杨酸、戊二酸复配构成有机酸活化剂；将以上原料混合后制备得到免洗无卤助焊剂。

2)制备低温焊锡丝：按重量百分比计，以1％的Ag、57％的Bi及余量的Sn为原料制备SnAgBi合金；按重量百分比计，由上述制备的98.2％的SnAgBi合金和步骤1)制备的1.8％的免洗无卤助焊剂为原料制备低温焊锡丝。

对比例1

1)制备免洗无卤助焊剂：按重量百分比计，称取以下原料：17.5％的聚氨酯、15％的酚醛树脂、65％的异丙醇、0.8％的山梨糖醇酐单月桂酸酯、0.4％的氢化蓖麻油、0.6％的苯骈三氮唑和0.7％的己二胺，其中聚氨酯和酚醛树脂构成合成树脂；将以上原料混合后制备得到免洗无卤助焊剂。

2)制备低温焊锡丝：按重量百分比计，以2.5％的Ag、55.5％的Bi及余量的Sn为原料制备SnAgBi合金；按重量百分比计，由上述制备的98％的SnAgBi合金和步骤1)制备的2％的免洗无卤助焊剂为原料制备低温焊锡丝。

对比例2

1)制备免洗无卤助焊剂：按重量百分比计，称取以下原料：12％的聚氨酯、15.8％的酚醛树脂、65％的异丙醇、0.8％的戊二酸、1.8％的丁二酸、1.8％的苹果酸、1.1％的苯甲酸、0.4％的氢化蓖麻油、0.6％的苯骈三氮唑和0.7％的己二胺，其中聚氨酯和酚醛树脂构成合成树脂，戊二酸、丁二酸、苹果酸和苯甲酸复配构成有机酸活化剂；将以上原料混合后制备得到免洗无卤助焊剂。

2)制备低温焊锡丝：按重量百分比计，以2.5％的Ag、55.5％的Bi及余量的Sn为原料制备SnAgBi合金；按重量百分比计，由上述制备的98％的SnAgBi合金和步骤1)制备的2％的免洗无卤助焊剂为原料制备低温焊锡丝。

对比例3

1)制备免洗无卤助焊剂：按重量百分比计，称取以下原料：27％的双酚A环氧树脂、65％的异丙醇、0.8％的戊二酸、1.8％的丁二酸、1.8％的苹果酸、1.1％的苯甲酸、0.8％的山梨糖醇酐单月桂酸酯、0.4％的氢化蓖麻油、0.6％的苯骈三氮唑和0.7％的己二胺，戊二酸、丁二酸、苹果酸和苯甲酸复配构成有机酸活化剂；将以上原料混合后制备得到免洗无卤助焊剂。

2)制备低温焊锡丝：按重量百分比计，以2.5％的Ag、55.5％的Bi及余量的Sn为原料制备SnAgBi合金；按重量百分比计，由上述制备的98％的SnAgBi合金和步骤1)制备的2％的免洗无卤助焊剂为原料制备低温焊锡丝。

对比例4

1)制备免洗无卤助焊剂：按重量百分比计，称取以下原料：12％的聚氨酯、15％的酚醛树脂、65％的异丙醇、0.8％的戊二酸、1.8％的丁二酸、1.8％的苹果酸、1.1％的苯甲酸、0.8％的三烷基氯化铵、0.4％的氢化蓖麻油、0.6％的苯骈三氮唑和0.7％的己二胺，其中聚氨酯和酚醛树脂构成合成树脂，戊二酸、丁二酸、苹果酸和苯甲酸复配构成有机酸活化剂；将以上原料混合后制备得到免洗无卤助焊剂。

2)制备低温焊锡丝：按重量百分比计，以2.5％的Ag、55.5％的Bi及余量的Sn为原料制备SnAgBi合金；按重量百分比计，由上述制备的98％的SnAgBi合金和步骤1)制备的2％的免洗无卤助焊剂为原料制备低温焊锡丝。

对比例5

1)制备免洗无卤助焊剂：按重量百分比计，称取以下原料：12％的聚氨酯、15％的酚醛树脂、70％的异丙醇、0.5％二乙胺盐酸盐、0.8％的山梨糖醇酐单月桂酸酯、0.4％的氢化蓖麻油、0.6％的苯骈三氮唑和0.7％的己二胺，其中聚氨酯和酚醛树脂构成合成树脂；将以上原料混合后制备得到助焊剂。

2)制备低温焊锡丝：按重量百分比计，以2.5％的Ag、55.5％的Bi及余量的Sn为原料制备SnAgBi合金；按重量百分比计，由上述制备的98％的SnAgBi合金和步骤1)制备的2％的助焊剂为原料制备低温焊锡丝。

对比例6

1)制备免洗无卤助焊剂：按重量百分比计，称取以下原料：12％的聚氨酯、15％的酚醛树脂、65％的异丙醇、0.8％的戊二酸、1.8％的丁二酸、1.8％的苹果酸、1.1％的苯甲酸、0.8％的山梨糖醇酐单月桂酸酯、0.4％的氢化蓖麻油、0.6％的苯骈三氮唑和0.7％的己二胺，其中聚氨酯和酚醛树脂构成合成树脂，戊二酸、丁二酸、苹果酸和苯甲酸复配构成有机酸活化剂；将以上原料混合后制备得到免洗无卤助焊剂。

2)制备低温焊锡丝：按重量百分比计，以1.0％的Ag、8.0％的Zn及余量的Sn为原料制备SnAgZn合金；按重量百分比计，由上述制备的98％的SnAgZn合金和步骤1)制备的2％的免洗无卤助焊剂为原料制备低温焊锡丝。

对实施例1～6及对比例1～6制备的低温焊锡丝依据IPC-J-STD004B标准进行性能测试，测试结果分别如表1、表2所示。

表1

表2

由表1、表2可以看出，相对于对比例，本发明的低温焊锡丝的熔点低，在135℃～156℃之间，低熔点可以满足热敏感元器件的焊接要求。无卤免洗助焊剂的活性通过扩展率表征，同时扩展率体现了焊锡丝的润湿性能，本发明的低温焊锡丝在焊接时润湿性良好，喷溅低，烟雾少，对铜板无腐蚀性，卤素含量测试未检出卤素，所说的未检出是指检测结果低于方法检测限(方法检测限为2.50mg/kg)，符合IPC-J-STD 004B标准中L型标准的要求。

实施例3与对比例1相比，差异主要为对比例未使用有机酸活化剂，助焊剂的活性差，润湿性能不佳，而使用戊二酸、丁二酸、苹果酸和苯甲酸复配构成的有机酸活化剂，可以使助焊剂的润湿性能得到改善，焊后无残留，不需另外清洗，且对焊后元器件无腐蚀。

实施例3与对比例2相比，差异主要为对比例中未使用非离子表面活性剂，相对于对比例中，实施例3中使用的非离子表面活性剂山梨糖醇酐单月桂酸酯可以降低溶剂的表面张力，提高润湿性能。

实施例3与对比例3相比，差异主要为比例中使用环氧树脂替换聚氨酯和酚醛树脂构成合成树脂，相对于对比例中的环氧树脂，本实施例3中使用聚氨酯和酚醛树脂构成合成树脂作为成膜物质，其软化点适宜，软化点为90～100℃，焊接后焊点绝缘电阻高，不发黄、透明干净，有效提高了焊后元器件的热传导性能。

实施例3与对比例4相比，差异主要为比例中使用阳离子表面活性剂替换非离子表面活性剂，相对于阳离子表面活性剂三烷基氯化铵，本实施例3使用山梨糖醇酐单月桂酸酯做非离子表面活性剂，不含卤素成分，可以降低溶剂的表面张力，增强焊接表面润湿力，增强有机酸活化剂的渗透力。

实施例3与对比例5相比，差异主要为比例中使用含卤素化合物的活性剂替换有机酸活化剂，对比例中使用的含卤素化合物活性剂使助焊剂的残留物中含有卤素，需要进行清洗，对铜板有腐蚀，对环境不友好，本实施例3中使用戊二酸、丁二酸、苹果酸和苯甲酸复配构成的有机酸活化剂，焊后无卤素残留，不需清洗，环保。

实施例3与对比例6相比，差异主要为比例中使用SnAgZn合金替换SnAgBi合金，对比例使用的合金使焊后的元器件的熔点太高，不适于热敏感元器件的应用。而本实施例采用SnAgBi合金，制备的焊锡丝熔点低，手工焊接时实用性好，焊点外观光滑美观，能广泛应用于热敏感元器件的焊接。

综上所述，本发明的免洗无卤助焊剂，使用原料成膜物质、溶剂、活化剂、表面活性剂和添加剂，原料之间具有良好的协同特性，使制备得到的免洗无卤助焊剂不含卤素化合物，绿色环保，焊剂活性得到提高，满足助焊性高的要求。焊接后残留物质少，可以显著提高焊后绝缘电阻值，无需进行清洗工艺，实现了焊锡丝免洗无卤的目的。由上述免洗无卤助焊剂制备成的本发明的低温焊锡丝熔点低，手工焊接时实用性好，焊点外观光滑美观，能广泛应用于热敏感元器件的焊接。

申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细组成，但本发明并不局限于上述详细组成，即不意味着本发明必须依赖上述详细组成才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种免洗无卤助焊剂，其特征在于，按重量百分比计，由以下原料制备而成：

20％～35％的成膜物质，

40％～70％的溶剂，

2％～7％的活化剂，

0.1％～1％的表面活性剂，和

0.5％～3％的添加剂；

上述原料中各组分的含量之和为100％。

2.根据权利要求1所述的免洗无卤助焊剂，其特征在于，按重量百分比计，由以下原料制备而成：

25％～35％的成膜物质，

55％～65％的溶剂，

3.0％～5.5％的活化剂，

0.5％～0.8％的表面活性剂，和

1.0％～2.5％的添加剂，

上述原料中各组分的含量之和为100％；

优选地，所述免洗无卤助焊剂，按重量百分比计，由以下原料制备而成：

28％～32％的成膜物质，

56％～60％的溶剂，

3.5％～4.5％的活化剂，

0.6％～0.7％的表面活性剂，和

1.5％～2％的添加剂；

上述原料中各组分的含量之和为100％。

3.根据权利要求1或2所述的免洗无卤助焊剂，其特征在于，所述成膜物质选自酚醛树脂、丙烯酸树脂、氯乙烯树脂、聚氨酯中的一种或至少两种的混合物；

优选地，所述溶剂选自乙醇、异丙醇、乙二醇、丁醚中的一种或至少两种的混合物。

4.根据权利要求1～3任一项所述的免洗无卤助焊剂，其特征在于，所述活化剂为有机酸活化剂；

优选地，所述有机酸活化剂选自芳香族有机酸和/或脂肪族有机酸；

优选地，所述有机酸活化剂选自柠檬酸、乙二酸、丁二酸、苹果酸、苯甲酸、水杨酸、戊二酸、己二酸中的一种或至少两种的混合物。

5.根据权利要求1～4任一项所述的免洗无卤助焊剂，其特征在于，所述表面活性剂为非离子型表面活性剂；

优选地，所述非离子表面活性剂选自烷基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、山梨糖醇酐单月桂酸酯中的一种或至少两种的混合物。

6.根据权利要求1～5任一项所述的免洗无卤助焊剂，其特征在于，所述添加剂为触变剂、缓蚀剂、防氧化剂中的一种或至少两种的混合物；

优选地，所述触变剂选自聚酰胺蜡和/或氢化蓖麻油；

优选地，所述缓蚀剂选自苯骈三氮唑和/或甲基苯骈三氮唑；

优选地，所述防氧化剂选自薄荷醇和/或己二胺。

7.一种低温焊锡丝，其特征在于，所述低温焊锡丝的制备原料中包括如权利要求1～6任一项所述的免洗无卤助焊剂。

8.根据权利要求7所述的低温焊锡丝，其特征在于，按重量百分比计，制备原料包括97.8％～98.2％的锡合金以及1.8％～2.2％的所述免洗无卤助焊剂；

优选地，所述锡合金为SnAgBi合金；

优选地，所述SnAgBi合金，按重量百分比计，包括0.5％～3％的Ag、43％～65％的Bi及余量的Sn。

9.根据权利要求8所述的低温焊锡丝，其特征在于，按重量百分比计，制备原料包括98％的SnAgBi合金和2％的免洗无卤助焊剂；

所述SnAgBi合金，按重量百分比计，包括0.5％的Ag、44.5％的Bi及余量的Sn；

所述免洗无卤助焊剂，按重量百分比计，由以下原料制备而成：20％的酚醛树脂、12％的丙烯酸树脂、61％的异丙醇、1％的苹果酸、1.5％的水杨酸、1.5％的丁二酸、1.5％的己二酸、0.5％的烷基酚聚氧乙烯醚、0.3％的氢化蓖麻油、0.5％的甲基苯骈三氮唑和0.2％的薄荷醇。

10.根据权利要求8所述的低温焊锡丝，其特征在于，按重量百分比计，制备原料包括97.8％的SnAgBi合金和2.2％的免洗无卤助焊剂；

所述SnAgBi合金，按重量百分比计，包括0.5％的Ag、63.5％的Bi及余量的Sn；

所述免洗无卤助焊剂，按重量百分比计，由以下原料制备而成：20％的酚醛树脂、15％的氯乙烯树脂、58％的异丙醇、0.8％的柠檬酸、1.5％的反油酸、1.5％的丁二酸、1.5％的苯甲酸、0.5％的辛基酚聚氧乙烯醚、0.4％的聚酰胺蜡、0.6％的苯骈三氮唑和0.2％的薄荷醇；

优选地，所述低温焊锡丝，按重量百分比计，制备原料包括98％的SnAgBi合金和2％的免洗无卤助焊剂；

所述SnAgBi合金，按重量百分比计，包括2.5％的Ag、55.5％的Bi及余量的Sn；

所述免洗无卤助焊剂，按重量百分比计，由以下原料制备而成：12％的聚氨酯、15％的酚醛树脂、65％的异丙醇、0.8％的戊二酸、1.8％的丁二酸、1.8％的苹果酸、1.1％的苯甲酸、0.8％的山梨糖醇酐单月桂酸酯、0.4％的氢化蓖麻油、0.6％的苯骈三氮唑和0.7％的己二胺。