随着绿色化学的发展,无铅焊料专用的水基免清洗助焊剂,在未来电子工业中具有重要的应用价值。Sn-0.7Cu和Sn-3.OAg-0.5Cu是目前电子封装较常使用的两种无铅焊料,随着无铅焊接技术的发展,与其配套使用的免清洗助焊剂,成为国内外研究的热点。但目前表面组装技术(SMT)产业应用的免清洗助焊剂大多是存在安全隐患、且易造成环境污染的溶剂型免清洗助焊剂。发展“绿色”焊剂,用去离子水代替有机溶剂,开发性能优良的水基免清洗助焊剂,不但能克服溶剂型免清洗助焊剂的缺点,而且适应无铅焊料焊接工艺,也是当今微电子封装材料领域的主要研究方向。本论文结合Sn-0.7Cu和Sn-3.0Ag-0.5Cu无铅焊料的特点,研制与这两种无铅焊料配套使用的新型环保型水基免清洗助焊剂。通过比较所选活化剂的沸点和酸度,测定活化剂的润湿性能,并借助热分析、铺展性能试验、腐蚀性能测试和扫描电镜观察评价所选活化剂的分解能力及焊后对板面造成残留的污染程度,综合以上结果选择合适的活化剂及其最佳用量。结果表明,低沸点d,l-苹果酸和高沸点丁二酸复配可以提高活化性能；且这两种酸在250℃都基本分解完全,分解后残留的质量低于0.6%,焊后给板面造成的残留污染较少。本论文选用丁二酸和d,l-苹果酸复配1.6%(质量分数)制备的低固含量(低于3%)助焊剂,配合Sn-0.7Cu焊料的铺展面积为59.92 mm2,扩展率为68.94%,配合Sn-3.0Ag-0.5Cu焊料的铺展面积为64.16 mm2,扩展率为71.36%,且对梳形试件和铜板的腐蚀最小铺展性能实验研究表明,丙三醇1%(质量分数)为成膜剂,铜板表面干净,焊板干燥。且加入丙三醇后助焊剂配合Sn-0.7Cu焊料的铺展面积由59.92 mm2增至62.70mm2,扩展率由68.94%增至70.59%；配合Sn-3.OAg-0.5Cu焊料的铺展面积由64.16mm2增至67.35 mm2,扩展率由71.36%增至73.41%。选用乙二醇、乙二醇丁醚和异丙醇复配3%(质量分数)作助溶剂,通过润湿力和表面张力测试优选适合水性体系的表面活性剂,结果表明加入壬基酚聚氧乙烯(50)醚0.2%(质量分数),助焊剂体系表面张由51.93×10-2N·m-1降至37.55×10-2N.m-1；最大润湿力为3.44 mN,润湿时间为1.89 s,总体润湿性能较佳。本文重点研究了活化剂、表面活性剂和缓蚀剂三种组分对助焊剂腐蚀性能的影响。采用交流阻抗法研究了各组分对铜电极缓蚀性能的影响；通过扫描电镜观察测试了各组分对梳形试件的腐蚀；借助热分析研究了组分残留及相互作用。结果表明,随活化剂酸性的减弱,助焊剂体系的腐蚀性逐渐减弱；壬基酚聚氧乙烯醚系列的非离子表面活性剂有助于降低体系的腐蚀性能；缓蚀剂苯并三氮唑(BTA)的添加能显著改善助焊剂体系的缓蚀性能。研究结果表明：用壬基酚聚氧乙烯(50)醚0.2%(质量分数)作表面活性剂、丁二酸和d,l-苹果酸复配1.6%(质量分数)作活化剂、BTA作缓蚀剂0.06%(质量分数)制备的助焊剂体系的膜电阻最大,在湿热条件下助焊剂对梳形试件的腐蚀明显降低,缓蚀性能最佳。热分析结果表明,体系缓蚀性能的改善可能是有机酸与丙三醇发生的酯化反应所致。本文针对Sn-0.7Cu和Sn-3.0Ag-0.5Cu两种无铅焊料研制的低固体含量和低VOCs含量的水基免清洗助焊剂,根据SJ/T 11273-2002行业标准对助焊剂进行了综合性能检测。结果表明,研制的助焊剂不含卤素、腐蚀性小、低固体含量(2.15%)、低VOCs含量(低于5%),最大润湿力为3.44 mN,润湿时间1.89 s；配合Sn-3.0Ag-0.5Cu和Sn-0.7Cu无铅焊料助焊剂的扩展率分别达到82.56%和71.09%,焊接效果好,绝缘电阻值达到5.9×108Q,符合行业标准。具有不污染环境、不易燃、不危害身体健康等优势,是性能良好的绿色环保水基免清洗助焊剂。