无铅焊锡丝用助焊剂的研究及发展趋势

无铅焊锡丝用助焊剂的研究及发展趋势

摘要：随着现代化社会发展，人们环保意识增强，对含铅、含汞等电子产品

谈之色变，因此也进一步推动了无铅电子产品的大力研发和推广。手工焊接在电

子产品焊接中发挥不可替代的重要作用，而无铅焊锡丝用助焊剂的研发势在必行。需要对各种类型的无铅焊锡丝用助焊剂进行科学性分析与研究，明确其应用要点，推动研究力度，为行业发展提供动力支持。本文主要对无铅焊锡丝用助焊剂的研

究现状以及未来发展趋势进行综合性分析。

关键词：无铅焊锡丝助焊剂研究发展趋势

现代化经济发展背景下，人们的环保意识增强，加强对对自身身体健康的关

注力度。而铅这类物质对人体健康破坏性较大，而且还容易引起环境污染。因此，越来越多的国家禁止使用含铅产品。这种国际背景下，无铅焊料被逐渐被研发出来，并得到广泛应用。无铅化的发展对电子行业带来了极大的技术挑战，只有秉

持绿色设计和制造的理念，加大无铅焊料的研发力度，才能为其全面推广与应用

奠定良好的基础。[1]随着现代化科学技术的发展，再流焊接与波峰焊接技术日渐

盛行，优势明显。但是手工焊接仍然是一种不可或缺的重要技术方式，尤其是在

复杂组装工艺中是穿孔组建作业中需要应用到，同时在对家电、仪表仪器等进行

焊接、补焊时往往需要应用到焊锡丝。基于此，需要对无铅焊锡丝用助焊剂进行

持续性研究。

一、助焊剂作用、特性、分类

我国在2007年初颁布相关法律文件，不再准许使用含有铅、汞、镉等有毒

有害物质的电子产品。现阶段我国逐渐向无铅时代进行过渡。结合当前的研发成

果来看，无铅焊丝用助焊剂包含很多类型，而且可以结合分类指标的不同，对其

进行如下分类：按照松香角度，氛围松香型、低松香型、无松香型；从而卤素含

量包含低卤素和无卤素；从焊后清洗角度包含清洗型和免清洗型。[2]

（一）作用

在电子产品组装技术应用中，势必要应用中助焊剂，在具体应用中，主要发挥其物理、化学特性，达到钎焊目的，形成保障和焊点质量。随着在现代化科学技术发展支持下，气氛焊接、真空焊接方式被研发和应用，但是成本较高，可操作性较低，而且应用稳定性不足，因此，现阶段在电子产品封装行业中，仍然使用助焊剂作为主要方式。在钎焊作业中，助焊剂发挥着重要作用，如润湿母材，确保钎料保持一定的湿润度，同时还可以清楚母材表面的氧化膜，避免其受到重复氧化。助焊剂的质量、使用技术与整体电子工业产业质量息息相关。[3]

（二）特性

助焊剂的质量直接关系到电子产品的质量性能，因此需要选择合适的助焊剂类型，确保其具备以下特点优势：可以彻底清除母材金属和钎料表面的氧化膜；具有较高的润湿度，而且慢流性较好；熔点不能高于钎料，只有这样才能保障其助焊功能的有效性发挥；要对粘度、密度进行有效性控制，不能高于钎料；具有较为可靠的热稳定性；其浸润扩散速度需要高于熔化的钎料，扩展率要在90%以上；确保选择的助焊剂在焊接过程中没不会产生飞溅、毒气、臭味现象；要具有较快的发射化学反应；焊接过程中形成的残渣不能具有腐蚀性、导电性，而且容易去除；焊接后不粘手；在常温下进行储存可以保障性能的稳定性与可靠性。[4]

（三）分类

现代化技术支持下，助焊剂的类型越来越多，而且其划分指标有所不同，如状态、活性、固含量、化学成分等。同时还可以利用L（低）M（中）H（高）等指标对其活性、腐蚀性水平进行评价和标识。[5]0即不含卤素，1表示助焊剂中的卤素质量分数不超过0.5%，在中等活性助焊剂中卤素质量分数在0.5%-2.0%之间，在高活性助焊剂中卤素质量分数超过2.0%，其中按照J-STD-004标准对其进行分类，如表1所示。

表1 J-STD-004标准对助焊剂的分类情况

（四）手工焊接的具体要求

在手工焊接作业中，需要确保烙铁头的温度要高于钎料熔点温度，一般要高

于150摄氏度左右，焊接温度需要高于焊料熔点50摄氏度。因此对助焊剂沸点

提出了更高的要求，需要对焊接时的热能进行有效控制，避免过多、过快，防止

其提前蒸发，影响其活化、润湿功能作用的有效性发挥。为了提高焊接效果，需

要合理选择助焊剂类型，确保其性能满足焊接要求。无铅焊接工艺温度较高，而

且氧化速度加快，难以保持良好的润湿力，基于此，在焊接作业中，需要选择具

有更高活性的助焊剂，同时需要增加助焊剂使用量，通常需要增加到以往使用量

的一倍以上，这样一来会加大助焊剂活性，导致腐蚀性增强，在焊接后难以清洗，甚至会缩短烙铁头的使用寿命。因此，需要对助焊剂进行深度研发，生产性能更好、更加清洁性助焊剂，促进手工焊接作业的高质量开展。[6]

二、无铅焊锡丝用助焊剂的应用现状

随着持续性的开发与研究，无铅焊料的类型和数量越来越多，同时焊料应用

中所需的助焊剂的研发也逐渐深入和拓展。为了在保障实用性能的基础上，突出

其环保性能，研发人员逐渐进行了技术改进和改良，尤其是通过改善助焊剂的成分，逐渐把无铅焊锡丝助焊剂向无卤、无松香、无VOC方向发展，而且可以实现

免清洗。

（一）含卤素松香型助焊剂

在以往的电子产品行业发展过程中，对松香型助焊剂大量使用，该类型的助

焊剂使用效果比较高，而且可以保持稳定性使用性能，外界因素干扰不大，在电

子产品生产中被广泛应用。然而该类松香型助焊剂含有大量的卤素物质，在对电

子产品进行焊接后，容易留下很多卤素离子物质在电子产品上，甚至对电子产品

造成严重的腐蚀作用，为了减少其危害性，需要使用很多氟利昂对其展开气相清洗，这样一来会大量增加整体生产费用，在清洗过程中消耗很多氟利昂并产生大

量的污染气体，对自然环境、人体健康、臭氧层等造成极大的危害性。[7]基于此，需要对低卤素以及不含卤素的助焊剂进行开发与研究。部分研究人员研发出了吴

强松香型低卤素免清洗助焊剂，在具体研发中，主要是在活性剂中添加0.8%左右

的卤代有机酸，这样能够形成共价键的卤代酸，从而有效控制卤素出现电离现象，此外，还可以把卤原子当做吸电子基团，加速有机酸羟基的电离速度，提高助焊

剂活性，从而形成低卤素、高活性的助焊剂；有人在助焊剂中添加铵盐类有机化

合物，将其当做离子表面活性剂进行使用，虽然可以提升焊接效果，但是卤素离

子残留问题没有得到有效改善；部分专业人员研发了一种焊锡丝用助焊剂，该类

产品主要在铝以及铝合金软钎焊中进行使用，在具体研发中主要是把无机锌盐作

为活性剂，增加整体活性，可以增加其可焊性，并包装焊点的清洁性；此外还有

部分人员使用耐热性树脂进行研发，从而保障焊剂的塑性，同时可以增加其整体

绝缘电子，防止发生飞溅现象，避免出现胺臭味，保障清洁性焊接。

（二）无卤素松香型助焊剂

在电子装联中，松香型助焊剂的活性较好，应用较为广泛。然而在以往使用

的松香型助焊剂很大的腐蚀性，容易留下很多松香残留，对电子产品造成腐蚀，

引起线路板绝缘较差，接触不好等问题，甚至降低整体线路板的机械性能和电性能。而且，在使用过程中，还容易出现很多烟雾，对生态环境造成严重破坏。针

对这种情况，部分专家进行了深度研究，如在助焊剂增添有机酸类活化剂，这样

可以增加其焊性能，实现钎焊，也可以利用结构较为稳定的改性松香，能够在焊

接作业后形成有机薄膜，其透明性较好，而且气密性较高，能够对焊接部位进行

有效保护，避免出现腐蚀作用。[8]此外，部分专家在助焊剂中添加合成树脂，也

可以形成保护薄膜，并增加其绝缘电阻；在研究中，通过在助焊剂中添加一定浓