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近年来，电子组装工艺领域发生了重大的变化，由于元器件密度增加、大型元器件和细小离地间隙部件的广泛应用以及焊锡膏配方的不断改进，使得助焊剂残留物清洗愈加困难。
虽然新型碱性水基清洗剂可有效去除各类助焊剂残留物，但为了满足洁净度要求，往往需要增加清洗温度、延长清洗时间、提高应用浓度或者施加更强的机械能等；而更大的挑战，则来自材料兼容性的需求。
背景中性pH值（PH=7）助焊剂清洗技术在2009年初出现，其配方致力于满足材料兼容性要求，同时力求更加环保。
因此，一些潜在用户在评估碱性清洗剂和新型中性清洗剂时，将关注的重点放到洁净效果和材料兼容性这两大方面。
当腐蚀现象发生时，敏感金属与清洗剂之间的兼容性问题会加剧，例如由于环境所导致的金属电化腐蚀现象。
为了改善由清洗剂所导致的腐蚀功能失效现象，需要使用防腐蚀添加剂。
防腐蚀添加剂拥有与金属表面组成化学键的特点，它能够在基板表面形成一层微薄的保护膜，从而保护金属表面。
通常情况下，它们被喷洒或涂抹在基板表面上，这些添加剂能够增加阳极和阴极的极化反应，通过减少金属离子在表面的扩散速度和增加金属表面的电阻率，从而减缓腐蚀的发生。
防腐蚀添加剂分为有机和无机两类，后者的使用较为普遍，原因是它更易于溶解，效果出众和较少的环境问题。
最典型的防腐蚀添加剂是硅酸盐、硼酸盐、醇胺、萘酸、三唑、羧酸、钼酸、多元醇和磷等[1]。
当所使用的清洗剂不能达到预期效果时，腐蚀现象会在电子组装件中以气相、整体、局部、金属电解迁移和电耦合形式出现[2]。
长时间以来，众多电子生产商对这方面问题进行了大量研究，并且已经能够使用如强碱性的传统表面活性剂等清洗方法改善这一问题；然而，新型去除助焊剂水基型清洗剂的发展方向是pH 中性配方。
为使各类水基型清洗剂在有效清洗的同时不与敏感金属发生腐蚀现象，制造商们必须使用防腐蚀添加剂。
研究显示，选择正确防腐蚀添加剂的类型和数量十分重要；否则，防腐蚀添加剂自身就会导致SMT生产过程出现问题。
第６５卷第４期 ２０１４年４月 化工 ＣＩＥＳＣ 学报
Ｊｏｕｒｎａｌ Ｖｂ１．６５ ＮＯ．４ Ａｐｒｉｌ ２０１４
：：：：ｃ：ｃ ：：： ‘ 究论文
：： ：： ：３：：：： 缓蚀剂对水基环保免清洗助焊剂缓蚀性能的影响
郝志峰，余坚，饶耀，吴青青 （广东工业大学轻工化工学院，广东广州５１０００６）
摘要：以丁二酸、苹果酸（Ｗ＝２．ｏ０％）为活化剂，乙二醇、异丙醇和乙二醇丁醚（Ｗ＝３．００％）为助溶剂，聚乙 二醇一６０００（ｗ＝０．２５％）为成膜剂，咪唑（ＩＭ）、苯并咪唑（ＢＩＡ）和苯并三氮唑（ＢＴＡ）分别为缓蚀剂，配制系列水基免 清洗助焊剂。用静态失重法、电化学阻抗谱法和扫描电子显微镜等方法研究了三种缓蚀剂对金属铜的缓蚀作用。 结果表明：随三种缓蚀剂含量的增加，缓蚀率均表现出先提高后降低的趋势。其中ＢＴＡ的添加量为０．０８％时，缓 蚀率达８８．７８％，金属膜电阻风达１．２５×１０。Ｑ・ｃｍ ，缓蚀效果最佳。研究还表明：缓蚀剂总量为０．０８％时，ＢＩＡ 和ＢＴＡ复配（Ｏ．０４％ＢＩＡ＋０．０４％ＢＴＡ），缓蚀率达９４．２５％，Ｒｆ达２．２６×１０。Ｑ・ｃｍ２，显示出明显的缓蚀协同效应。 助焊剂铺展实验也表明，复配缓蚀剂的最佳添加量为０．０４％ＢＩＡ和０．０４％ＢＴＡ。 关键词：缓蚀剂；吸附膜；腐蚀；缓蚀性能；免清洗助焊剂 ＤＯｈ １０．３９６９￣．ｉｓｓｎ．０４３８—１１５７．２０１４．０４．０２８ 中图分类号：ＴＧ ４２５．１ 文献标志码：Ａ 文章编号：０４３８—１１５７（２０１４）０４—１３５９—０９
Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｉｎｈｉｂｉｔｏｒ ｏｎ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｗａｔｅｒ－ｂａｓｅｄ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ・ｆｒｉｅｎｄｌｙ ｎｏ－ｃｌｅａｎ ｆｌｕｘ
ＨＡＯ Ｚｈｉｆｅｎｇ，ＹＵ Ｊｉａｎ，ＲＡＯ Ｙａｏ，ＷＵ Ｑｉｎｇｑｉｎｇ （ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＬｉｇｈｔＩｎｄｕｓｔｒｙ，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ５１０００６，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ，Ｃｈｉｎａ）
绿色电子制造用水基助焊剂的研究
【摘要】水基助焊剂是绿色电子制造的一种重要材料，是传统溶剂型助焊剂
的替代品。本文简述了水基助焊剂的研究背景、研究方向以及对绿色电子产业的
促进作用等。
【关键词】绿色电子制造;水基助焊剂;研究方向;微胶囊技术
中国已成为全球最大的电子信息产品制造基地，随着电子信息产业的迅猛发
展，电子焊接材料的需求日益增大，虽然该产品的门槛不高，但是，助焊剂要进
入知名客户的门槛是非常高的。国外品牌生产的高档助焊剂几乎占据了中国市场
的半壁江山，在中国市场（特别是高端市场）占有绝对优势。
1.水基助焊剂的概述
在电子电路表面组装技术（SMT）软钎焊工艺中，使用的助焊剂主要经历着
松香助焊剂、水溶助焊剂和水基助焊剂三个发展阶段。传统的松香基助焊剂虽然
可以提供良好的助焊性能，但是该类助焊剂多为高固含量，焊后残留多、外观欠
佳。而有些松香基助焊剂还含有卤素，使得焊后的残留物有很大的腐蚀性，且必
须采用氟利昂（CFC）清洗，氟利昂已被联合国列为第一类禁用物质，不符合环
保要求。20世纪80年代初，人们开发的水溶性助焊剂通常只用于非电子产品的
钎焊，且必须进行严格的清洗，随着微细间距器件的发展，微型元器件因间隙小
等原因造成清洗困难，因而水溶性助焊剂无法广泛使用。水基助焊剂以去离子水
作溶剂，只含少量有机物，因而可大大减少环境污染以及对操作工人健康的危害。
且它具有不易燃、存储和运输方便等综合优势。水基助焊剂已成为国内外研究的
热点，使用这类助焊剂不但能节约对清洗设备和清洗溶剂的投入，而且还可减少
废气和废水的排放对环境带来的污染，具有重要的经济效益和社会效益，是时代
前进的方向、国家政策的要求以及行业发展的趋势。
2.水基助焊剂的研究方向
水基助焊剂主要是由去离子水、活化剂、表面活性剂、缓蚀剂及其它添加剂
组成。活化剂是水基助焊剂的重要组成成分之一。活化剂的主要用途是依赖自身
的活性去除基底金属材料和钎料表面氧化物，因此活化剂本身的活性决定助焊剂
的活性。目前使用的活化剂主要分为两种：无机活化剂和有机活化剂。无机活化
剂包括无机酸类、无机盐类和无机气体类，例如盐酸、氢氟酸和正磷酸等是常用
的无机活化剂;有机类活化剂一般含有羧基—COOH和胺基—NH2、—NHR、
—NR2等基团，如羧酸、羟基羧酸和有机胺类。有机活化剂腐蚀性相对比较弱，
钎焊过程易挥发，焊后残留较少且不会残留污垢，是环保水基免清洗助焊剂活性
成分较好的选择。有机类活化剂活性强弱与活化剂的分子结构、诱导效应、立体
效应、溶剂等因素有关，可以利用这些因素对活化剂进行改性，使其更好地发挥
活性。但有机类活化剂由于含有一些活性基团，在使用过程中会带来的污染和腐
蚀。为了更好降低腐蚀性，那就需要通过控制活化剂氢离子的电离速率，以解决
了助焊性与腐蚀性的矛盾。活性物质的酸性是造成的腐蚀性主要原因，可以采取
对活性物质的微胶囊化，从而阻止常温下活性物质与基底的直接接触。微胶囊化
后的膜阻隔了有机酸和金属表面的直接接触，避免了金属被氧化，而在钎焊达到
一定温度时膜材被破坏，释放出有机酸，达到钎焊的目的，这样处理后制备的助
焊剂既具有很强的助焊性，可降低腐蚀性，从而真正达到免清洗的目的，对突破
现存的水基免清洗助焊剂技术瓶颈具有重大意义，是今后环保型助焊剂的重要发
展方向之一。
在绿色电子制造用水基助焊剂的研究过程中，微胶囊技术的应用将是一项极
具应用前途的技术。但是要真正实现微胶囊技术在水基助焊剂中的大规模应用，
推进绿色电子制造进程，需要解决几个关键的技术问题。
（1）如何根据实际生产要求，尽量与其使用工艺联系起来，进行水基助焊
剂助焊剂各个组分的焊接模拟，优化出具有良好的热稳定性、粘附力、扩展力、
电解活性、环境稳定性、化学官能团及其反应特性、流变特性、对通用清洗溶液
和设备的适应性的水基免清洗助焊剂配方，以期更加确切地反应助焊剂的助焊能
力。这是本项目的关键技术之一。
（2）如何制备出既能保持优越的活化性能，又能智能控制自身缓慢释放的
微胶囊化地活化剂是这一项目的另外需要突破的关键技术，也是本项目的特色创
新点之一。
（3）如何在最优化的水基免清洗助焊剂配方的基础上，与无铅钎料进行复
配，解决因两者之间相溶性的问题而导致的水基免清洗助焊剂的湿润性能不够传
统助焊剂优越的矛盾。这也是本项目需要突破的另外一个关键技术。
3.水基助焊剂研究对绿色电子产业的作用
随着电子信息产业的迅猛发展，电子焊接材料的需求日益增大。一方面电子
焊接材料行业将高速发展，水基免清洗助焊剂市场容量进一步扩大;另一方面，
随着电子信息产业的升级，对电子焊接材料行业提出了更高的要求，势必推动电
子焊接材料行业的技术发展。电子焊接材料行业的客户为电子信息产品制造商，
如计算机、信息通讯、家用电器、精密仪器仪表、电子玩具、数码摄影产品等。
区域经济将持续快速发展，珠三角成为全球最大电子信息产品制造基地，随着总
部经济的发展，珠三角、长三角等地必将成为大型客户全球采购中心，电子信息
产业规模将持续高速增长。特别是随着低碳经济概念深入人心，太阳能产业和
LED产业必将高速发展，而这两个产业都需要大量使用水基免清洗助焊剂，必
将有力刺激水基助焊剂行业的发展。因此高性能的水基助焊剂具有广阔的市场前
景。
4.结论
在开发高性能环保水基助焊剂基础上，提炼出绿色电子制造用水基助焊剂开
发的关键和共性技术，突破现存的水基免清洗助焊剂技术瓶颈，对迅速缩小与外
国技术差距和打破外资品牌技术处于绝对领先地位，促进我省以及我国“节能减
排”绿色低碳经济的顺利发展具有重大意义。
参考文献
[1]冯薇.面向职业岗位的高职《电子制造工艺与管理》工学结合课程建设实
践[J].电子世界，2012（23）：169-171+173.
[2]郭太祥.绿色电子制造物是电子制造业必由之路[J].通讯世界，2013（17）：
88-89.
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[4]IPC国际电子工业联接协会活动信息[J].电子工艺技术，2011（03）：
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[5]张秀彬.浅谈电子制造业带来革命性的影响[J].无线互联科技，2012（03）：
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