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【摘 要】 在研制了一种以水作溶剂，不含挥发性有机化合物（VOC）的水基免清洗助焊剂的基础上，根据水基免清洗助焊剂各组分的特点，将前人研究得的配方进行筛选、复合重组，并改变活性剂、助溶剂、表面活性剂、成膜剂、溶剂（水）及其他助剂（主要是缓蚀剂）的百分含量，在70℃的水浴加热搅拌的条件下制备出免清洗无VOC助焊剂。依据信息产业部制定的免清洗液态助焊剂标准，使用Sn99.3Cu0.7无铅焊料，对所制备的助焊剂进行性能测试。
【关键词】 无VOC；免清洗助焊剂；无铅焊料
1 助焊剂原料的选取
1.1活性成分的选择
助焊剂中的活性物质的选择非常复杂，需要考虑活性剂的沸点、活性以及加热是否分解等多个方面。根据实际情况本文选择有机酸作为主要活性剂，试验中用两种或者三种有机酸按一定的比例复合再加上表面活性剂一同作为活性组分。
1.2表面活性剂的选取
选用OP系列作为表面活性剂，也有用WF-20D作为表面活性剂的。据资料显示：在助焊剂各组份既定情况下，漫流面积随表面活性剂的质量分数增加而增大。当表面活性剂质量分数为1%以上时，漫流面积增大速率不太明显，故选用质量分数为l%～2%。
1.3溶剂的选择
良好的溶剂，既要对焊接表面具有良好的保护作用，又要有适当的粘度。无VOC助焊剂的溶剂几乎全部都采用水，因此实验也选择水作溶剂。
1.4成膜剂、助溶剂与缓蚀剂的选取
成膜剂一般为PEG200～PEG600，在这里选PEG400。助溶剂则为乙二醇丁醚或丙三醇。缓蚀剂为苯并三唑，它可以抑制活性物对铜板的腐蚀。
2 实验试剂及仪器
实验所用试剂及其规格、分子式及生产厂家如表1所示。
2.1活化剂的最佳配比
实验发现，丁二酸和戊二酸是两种活化性能较好的活化剂，表现出理想的活化性能。
2.2制备及工艺流程
2.3助焊剂的性能测试
2.3.1外觀、颜色和物理稳定性
本实验制备出的助焊剂是无色或者淡黄色透明的液体，常温下，该助焊剂是液体状，有一定的黏性。先将助焊剂搅拌几分钟，使其充分混合均匀。然后取20m样品50mL试管中，盖严，放入冷冻箱中冷却到（5±2）℃，并保持60min，再在此温度下观察和目测助焊剂是否有明显分层或结晶物析出等现象。观察结果表明，该助焊剂没有分层现象或结晶物析出等现象。打开试管盖，将样品放到无空气循环的烘箱中，在（45±2）℃下保持60min，再在此温度下观察助焊剂并无分层，说明助焊剂的稳定性良好。
2.3.2酸度、密度以及黏性的测试
酸度采用精密pH试纸法，经过与标准比色卡对照，其pH值均在2.5左右，呈酸性。因为实验制备的助焊剂所用活性成分都是有机酸，所以助焊剂呈酸性。
采用测量体积、质量的方法确定密度，助焊剂的密度在1.006～1.018g/mL之间。由于实验制备的助焊剂94%以上为去离子水，所以助焊剂的质量密度非常接近于纯水的质量密度。
用医用滴管在25℃条件下测试水溶性助焊剂的黏性，将医用滴管插入钎剂中，以此将钎剂吸收至滴管的不同高度，目测钎剂是否很迅速得达到这些高度。结果表明，助焊剂能很快地上升到滴管中要求的高度，表明它无黏性。
2.3.3腐蚀性测试
在铜板（10mm×10mm×0.3mm）上加1滴免清洗助焊剂，使其自然漫流。然后放入80℃的烘箱中烘2h。取出冷却后再放入潮湿箱（温度40℃，湿度93%）中72h。可以看到此助焊剂潮湿后产生少量褐色残留，外观较好，表明助焊剂腐蚀性较低。
2.3.4不粘附性测试
在铜板（10mm×10mm×0.3mm）上涂一层助焊剂，将粉笔灰撒到铜板上，用纱布擦拭，铜板上无纱布的痕迹，说明助焊剂的不粘性合格。
2.4实验结果分析
本实验制备得的无VOC免清洗助焊剂在外观、稳定性、酸度、粘性、粘附性等方面都符合信息产业部制定的行业标准。在对Sn99.3Cu0.7钎料进行测试时，钎料铺展面积较大，焊点形状规则，光泽度高，焊接后铜板干净，腐蚀性极小，减小了对印刷电路板的影响，从而保证印刷电路板的焊接质量，达到预期效果。
本实验制备无VOC免清洗助焊剂用的活性剂，采用了两种或三种有机酸的复合，有很好的助焊能力，铺展面积比单一有机酸时有较大的提高，同时溶液的pH值增大，降低了单一有机酸作为活性剂对基板的腐蚀，提高了助焊剂的助焊性。在实际焊接过程中随着温度的升高，不同的有机酸开始起作用，沸点低的有机酸在达到沸点后开始挥发，由此可以减少有机酸的残留对基板的腐蚀，同时可以保证每种有机酸的活性都能最大程度地发挥出来。为了满足实际焊接工艺，要求活性剂的沸点越接近焊接温度越好，可以避免未达到焊接温度活性剂就已经完全挥发，从而提高了活性剂的活化温度，更有利于焊接过程的完成。在此也表明无VOC免清洗助焊剂是具有无毒、无刺激性气味、环保、使用安全以及成本低等优点，可以推广应用。
【关键词】 无VOC；免清洗助焊剂；无铅焊料
1 助焊剂原料的选取
1.1活性成分的选择
助焊剂中的活性物质的选择非常复杂，需要考虑活性剂的沸点、活性以及加热是否分解等多个方面。根据实际情况本文选择有机酸作为主要活性剂，试验中用两种或者三种有机酸按一定的比例复合再加上表面活性剂一同作为活性组分。
1.2表面活性剂的选取
选用OP系列作为表面活性剂，也有用WF-20D作为表面活性剂的。据资料显示：在助焊剂各组份既定情况下，漫流面积随表面活性剂的质量分数增加而增大。当表面活性剂质量分数为1%以上时，漫流面积增大速率不太明显，故选用质量分数为l%～2%。
1.3溶剂的选择
良好的溶剂，既要对焊接表面具有良好的保护作用，又要有适当的粘度。无VOC助焊剂的溶剂几乎全部都采用水，因此实验也选择水作溶剂。
1.4成膜剂、助溶剂与缓蚀剂的选取
成膜剂一般为PEG200～PEG600，在这里选PEG400。助溶剂则为乙二醇丁醚或丙三醇。缓蚀剂为苯并三唑，它可以抑制活性物对铜板的腐蚀。
2 实验试剂及仪器
实验所用试剂及其规格、分子式及生产厂家如表1所示。
2.1活化剂的最佳配比
实验发现，丁二酸和戊二酸是两种活化性能较好的活化剂，表现出理想的活化性能。
2.2制备及工艺流程
2.3助焊剂的性能测试
2.3.1外觀、颜色和物理稳定性
本实验制备出的助焊剂是无色或者淡黄色透明的液体，常温下，该助焊剂是液体状，有一定的黏性。先将助焊剂搅拌几分钟，使其充分混合均匀。然后取20m样品50mL试管中，盖严，放入冷冻箱中冷却到（5±2）℃，并保持60min，再在此温度下观察和目测助焊剂是否有明显分层或结晶物析出等现象。观察结果表明，该助焊剂没有分层现象或结晶物析出等现象。打开试管盖，将样品放到无空气循环的烘箱中，在（45±2）℃下保持60min，再在此温度下观察助焊剂并无分层，说明助焊剂的稳定性良好。
2.3.2酸度、密度以及黏性的测试
酸度采用精密pH试纸法，经过与标准比色卡对照，其pH值均在2.5左右，呈酸性。因为实验制备的助焊剂所用活性成分都是有机酸，所以助焊剂呈酸性。
采用测量体积、质量的方法确定密度，助焊剂的密度在1.006～1.018g/mL之间。由于实验制备的助焊剂94%以上为去离子水，所以助焊剂的质量密度非常接近于纯水的质量密度。
用医用滴管在25℃条件下测试水溶性助焊剂的黏性，将医用滴管插入钎剂中，以此将钎剂吸收至滴管的不同高度，目测钎剂是否很迅速得达到这些高度。结果表明，助焊剂能很快地上升到滴管中要求的高度，表明它无黏性。
2.3.3腐蚀性测试
在铜板（10mm×10mm×0.3mm）上加1滴免清洗助焊剂，使其自然漫流。然后放入80℃的烘箱中烘2h。取出冷却后再放入潮湿箱（温度40℃，湿度93%）中72h。可以看到此助焊剂潮湿后产生少量褐色残留，外观较好，表明助焊剂腐蚀性较低。
2.3.4不粘附性测试
在铜板（10mm×10mm×0.3mm）上涂一层助焊剂，将粉笔灰撒到铜板上，用纱布擦拭，铜板上无纱布的痕迹，说明助焊剂的不粘性合格。
2.4实验结果分析
本实验制备得的无VOC免清洗助焊剂在外观、稳定性、酸度、粘性、粘附性等方面都符合信息产业部制定的行业标准。在对Sn99.3Cu0.7钎料进行测试时，钎料铺展面积较大，焊点形状规则，光泽度高，焊接后铜板干净，腐蚀性极小，减小了对印刷电路板的影响，从而保证印刷电路板的焊接质量，达到预期效果。
本实验制备无VOC免清洗助焊剂用的活性剂，采用了两种或三种有机酸的复合，有很好的助焊能力，铺展面积比单一有机酸时有较大的提高，同时溶液的pH值增大，降低了单一有机酸作为活性剂对基板的腐蚀，提高了助焊剂的助焊性。在实际焊接过程中随着温度的升高，不同的有机酸开始起作用，沸点低的有机酸在达到沸点后开始挥发，由此可以减少有机酸的残留对基板的腐蚀，同时可以保证每种有机酸的活性都能最大程度地发挥出来。为了满足实际焊接工艺，要求活性剂的沸点越接近焊接温度越好，可以避免未达到焊接温度活性剂就已经完全挥发，从而提高了活性剂的活化温度，更有利于焊接过程的完成。在此也表明无VOC免清洗助焊剂是具有无毒、无刺激性气味、环保、使用安全以及成本低等优点，可以推广应用。