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助焊剂在PCB行业中应用极广，其品质直接影响电子工业的整个生产过程和产品质量。随着RoHS 和

WEEE指令的实行，无铅化对助焊剂的性能提出了更高的要求，助焊剂已由传统的松香型向无卤、无

松香、免清洗、低固含量方向发展，其组成也随之发生了相应的变化，各组分的相互作用，使助焊

剂的性能更加优良。
下面以市场占有率较高的koki助焊剂产品为例，为大家介绍助焊剂
1 助焊剂的基本组成

国内外助焊剂一般由活化剂、溶剂、表面活性剂和特殊成分组成。特殊成分包括缓蚀剂、防氧化剂

、成膜剂等。

2 助焊剂各成分的作用

被焊金属工件表面存在氧化物、灰尘等污垢，阻碍工件基体金属和焊料之间以原子状态相互扩散，

因此必须清除氧化物等以使表面清洁露出金属基体，但是被清洁的金属基体表面的原子在大气中又

立刻被氧化，在焊接温度下，氧化速度更快。所以在焊接过程中加入助焊剂，用来协助提供没有氧

化层的金属表面，并保持这些表面的无氧化物状态，直到焊锡与金属表面完成焊接过程。同时依靠

焊剂的化学作用，与被焊金属表面的氧化物化合，在焊接温度下形成液态化台物，使被焊金属部位

表面的金属原子与熔融焊料的原子相互扩散，以达到锡焊连接的目的。在焊接过程中助焊剂还能促

进焊锡的流动和扩散，通过减小表面不平度来影响焊锡表面张力在焊锡扩散方向上的平衡。

理想的助焊剂除化学活性外，还要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等。助焊剂的上述作用都

是通过其中的活化剂、溶剂、表面活性剂等成分的作用来实现的。

2.1 活化剂的作用机理

活化剂主要作用是在焊接温度下去除焊盘和焊料表面的氧化物，并形成保护层，防止基体的再次氧

化，从而提高焊料和焊盘之间的润湿性。助焊剂活化剂的成分一般为氢气、无机盐、酸类和胺类，

以及它们的复配组合物。

2.1.1氢气、无机盐

氢气和无机盐如氯化亚锡、氯化锌[1]、氯化铵[2] 等是利用其还原性与氧化物反应，如：气体助

焊剂中的氢气，在焊接之后水是其唯一的残留物；而且氢的还原作用能有效地清除金属表面的氧化

物，把氧化物转化为水。 MxOy＋yH 2 ＝xM＋yH 2 O 同时，氢还为金属表面提供保护气体，防止

金属表面在焊接完成之前再氧化。

2.1.2有机酸

酸类活性剂（如卤酸、羧酸、磺酸）主要是因为H+和氧化物反应，例如[3]：有机酸的羧基和金属

离子以金属皂的形式除去焊盘和焊料的氧化膜：

CuO＋2RCOOH→Cu(RCOO)2 ＋H 2 O

随后有机酸铜发生分解，吸收氢气，并生成有机酸与金属铜：

Cu(RCOO)2＋H2＋M→2RCOOH＋M－Cu

松香（Colophony）用分子式表示为C 19 H29COOH，由于它含有羧基，使得它在一定的温度下，有

一定的助焊作用；同时松香是一种大分子多环化合物，因此它具有一定的成膜性，在焊接过程中传

递热量和起覆盖作用，能保护去除氧化膜后的金属不再重新被氧化。

现在有单一有机酸作活化剂，也有混酸用作活化剂。这些酸的沸点和分解温度有一定的差异，这样

组合，可以使助焊剂的沸点和活化剂分解温度呈一个较大的区间分布。

2.1.3有机卤化物

如羧酸卤化物、有机胺的氢卤酸盐。张银雪[4]以溴化水杨酸为活化剂，它在钎焊温度时，可热分

解出溴化氢和水杨酸溶解基体金属表面的氧化物；并且水杨酸的羟基、羧基在钎焊时可与JH树脂反

应交联成高分子树脂膜，覆盖在焊点表面。有机胺的氢卤酸盐如盐酸苯胺，在焊接时，熔融的助焊

剂与基板的铜进行反应，并产生CuC1 2 和铜络合物。结果生成的铜化合物主要与熔融的焊料中的

锡产生反应生成了金属铜，这些铜立即熔解到焊料之中，通过这些反应和铜在焊料中的熔解，使焊

料在铜板上流布。反应如下[5]：

Cu＋2C 6 H5NH2?HCl→CuCl2＋2 C6H5NH2＋H2
CuCl2＋2C6H5NH2?HCl→Cu[C6H5NH3]2Cl4

2.1.4有机胺与酸复配使用

有机胺本身含有氨基-NH︰具有活性，加入有机胺可促进焊接效果。为了减小助焊剂对铜板的腐蚀

作用，可在配制的助焊剂中加入一定量的缓蚀剂，缓蚀剂通常选择有机胺。有机酸和有机胺混合会

发生中和反应，生成中和产物。这种中和产物是不稳定的，在焊接温度下会迅速分解，重新生成有

机酸和有机胺，这样就能保证有机酸原有的活性，焊接结束后，剩余的有机酸又会被有机胺中和，

使残留物的酸性下降，减少腐蚀。因此加入了有机胺类以后，不仅可以调节助焊剂的酸度，可以使

焊点光亮，在不降低焊剂活性的情况下，焊后腐蚀性降至最低[6]。

目前，这方面最适宜的是将润湿能力较强的有机胺和有机酸结合起来使用。如薛树满等人在专利

[7] 中介绍了以脂肪族二元酸、芳香酸或氨基酸为活性成分复配的助焊剂。此外，在焊剂中加入少

量的甘油，不仅有助于焊剂的存储稳定性，也有助于活化剂的活性发挥。张鸣玲在助焊剂中加入二

溴丁二酸、二溴丁烯二醇、二溴苯乙烯等来增强助焊剂的活性[8]。低温时活性缓和的是羧酸（包

括二羧酸），它们的高温活性明显提高；活性较高的是有机磷酸酯、磺酸、有机胺（包括肼）的氢

卤酸盐或者有机酸盐；卤代物和其取代酸的活性大小取决于它们的具体结构。

2.2其它成分的作用

助焊剂中还包含许多其它有用成分。溶剂主要作用是溶解焊剂中的所含成分，作为各成分的载体，

使之成为均匀的粘稠液体。一般为醇类、酯类、醇醚类、烃类、酮类等。高沸点的醇保护效果较好

，但粘度大、使用不便；低沸点的醇黏度低，但保护性差，因而可以考虑选择混合醇的方法[9]

[10]。一般为高沸点和低沸点醇的混合物，有的使用水溶性的醇和不溶于水的醚作溶剂[11]。李伟

浩以超支化结构和平均分子量为2000的水溶性聚合物作为助焊剂载体，超支化的分子构型不仅能提

高聚合物的热分解温度，同时可以降低聚合物的粘度，增强聚合物的渗透和润湿性能[12]。表面活

性剂主要作用是降低焊剂的表面张力，增加焊剂对焊粉和焊盘的亲润性。

与Sn-Pb （63-37）相比，非铅焊料（如SAC 3 O5等）的熔点更高、表面张力更大，在高温时处理

时间长，快速冷却时产生的内应力大，所以表面活性剂在提高非铅焊料焊接互连可靠性方面的作用

更为突出。它们可以是非离子表面活性剂，阴离子表面活性剂，阳离子表面活性剂，两性表面活性

剂和含氟类表面活性剂。

缓蚀剂一般为吡咯类，例如苯并三氮唑（BTA），它是铜的高效缓蚀剂，其加入可以抑制助焊剂中

的活性剂对铜板产生的腐蚀。一般认为苯并三氮唑与铜反应生成不溶性聚合物的沉淀膜。王伟科根

据化学分析和X射线分析，认为膜的经验式是BTA 4 Cu3Cl2? H2O和（BTA2Cu）2CuCl2?H2O，且聚合

物和金属铜的表面平行，非常稳定。BTA在Cu 2 O层上成膜比在 CuO层上成膜更容易，而且膜的厚

度厚了近一倍。 BTA的浓度大于l0-3 mol／L时，就可以很好地抑制铜的腐蚀[9]。

防氧化剂主要功能是防止焊料氧化，一般为酚类（对苯二酚、邻苯二酚、2、6-二叔丁基对甲苯酚

），抗坏血酸及其衍生物等。特别是在水溶性助焊剂中，一定要有防氧化剂。F?J?贾斯基在助焊剂

中加入多核芳香族化合物，在加热时释放出N 2 形成惰性气氛从而防止氧化[13]。成膜剂选用烃、

醇、脂，这类物质一般具有良好的电气性能，常温下起保护膜作用不显活性，在 200℃~300℃的焊

接温度下显示活性，具有无腐蚀、防潮等特点。

触变剂其主要作用是赋予焊膏一定的触变性能，即焊膏在受力状态下粘度变小，以便于焊膏印刷。

印刷完毕，在不受力状态，其粘度增大，以保持固有形状，防止焊膏塌陷。增稠剂（又称增粘剂）

主要作用是增加焊剂的粘度，以赋予焊膏一定的粘性，便于粘贴待焊元件。界面化合物生长抑制剂

：在焊盘铜表面形成的合金涂覆层中含有金属间化合物（IMC），它们的组成和厚度决定着组装焊

接时的可焊性。

例如在热风整平中形成Cu 3 Sn和Cu 6 Sn5，前者可焊性差，后者可焊性较好，而最表层的焊料层

才是最好焊接的；在 Sn-Pb（63-37）中，由于低共熔合金Sn/Pb的覆盖，其IMC的厚度小；在非铅

焊料中，常加入其它金属（如SN100CL中的Ni或Co）来影响IMC层的厚度[14]；而在助焊剂中，常加

入草酸，2-氨基苯甲酸，喹啉，喹啉-2-羧酸等。此类化合物可在焊料与界面处形成一层界面化合

物沉积层，可抑制焊料与基板的原子扩散，因此阻碍了金属间化合物的生长[15]。

3 改进方法

3.1 微胶囊方法

为减少活性剂的酸性物质造成的腐蚀性问题，陈其垠等人[9][10][16][17]采用了微胶囊技术。他

们选用聚酰亚胺、丙烯酸树脂、醋酸纤维素等做膜材对活性剂进行微胶囊化。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，而在焊接时达到一定温度，膜材被破坏，释

放出有机酸，达到焊接的目的。这样处理后制备的助焊剂既具有很强的助焊性，而又无腐蚀性，从

而真正达到免清洗的目的。王伟科认为，酸和胺易发生中和反应，但由于成膜剂的非极性保护作用

使得包覆后的活性物质仍能保持惰性状态从而提高助焊剂的性能。

3.2 可固化助焊剂

在常见的免清洗助焊剂中，一般采用的组成成分在焊接时挥发，但一般有少许残留，且在挥发时对

空气多有影响。所以，为实现无VOC免清洗，出现了可固化助焊剂[18]-[20]，它们在焊接时作助焊

剂，在加热固化后用作焊接部位的增强材料。八月朔日猛[18]研制的可固化助焊剂中包含酚羟基基

团的树脂，和固化该树脂的固化剂以及固化催化剂。

4 展望

随着电子类产品向高性能、多引线、多元化和窄间距化方向发展，随着社会环保意识的增强，对热

风整平、波峰焊和SMT提出了更高的要求，助焊剂也随之由传统的松香型、含卤素助焊剂向无卤无

松香或低松香型的免清洗无VOC型助焊剂方向发展。在减少助焊剂腐蚀性方面、提高助焊剂活性方

面、在无挥发物的低固含量真正免清洗助焊剂研制方面、可固化助焊剂方面等都值得进一步研究。