本文通过优化设计和正交试验方法研制了两种Sn-3.8Ag-0.7Cu焊料和Sn-0.7Cu焊料用无VOC(volatile organic compound,VOC)助焊剂V1、V2,并且根据《SJ/T 11273-2002免清洗液态助焊剂》的规定对该助焊剂进行了性能检测。结果表明,两种助焊剂去离子水的含量在90％以上,无松香无卤素,固体含量低,密度较小接近于水,润湿力均在6mN以上,扩展率分别达到76.32％和75.91％,腐蚀性小无残留,免清洗,助焊性能良好,绝缘电阻值高达到108Ω,符合行业标准。并且具有不易燃、不污染环境、不危害健康等优势,是性能优良的绿色环保焊剂。 无铅焊料用无VOC助焊剂用水作溶剂,水的表面张力大,不溶解传统活化剂。对不同的有机酸进行润湿力测试,选定润湿力较强的有机酸,并采用两种及其以上的酸混合作复配组分,得到较好的润湿效果,丁二酸和羟基酸X的复合,丁二酸、戊二酸、己二酸和羟基酸Y的复合,表现出较强的润湿性。采用正交试验优化助溶剂,醇类比醚类效果要好,丙三醇、二甘醇、乙二醇表现出较好的润湿性能。非离子表面活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-7)对有些无VOC助焊剂起到了较好的降低表面张力的作用；酯类的加入不能明显的改善润湿性,但是乙酸异戊酯的加入使焊点形貌更加规则。 观察焊剂残留物,使用V1焊后的试件线路干净,几乎没有残留物,对线路腐蚀性小,电气可靠性较高；使用V2焊后的试件线路阳极端头出现了少量明显的枝晶形成,这些焊剂残留物对于PCB的电气可靠性存在潜在的威胁。导线端处没有出现漏锡现象,挂锡基本均匀。 通过差热分析和红外分析,探讨了助焊剂的作用机理。研究了助焊剂残留物,结果表明,助焊剂的残留物是羧酸酯、羧酸盐或两者的混合物。初步推测助焊剂的高温反应机理,一是发生缩合反应,生成一种饱和链状羧酸酯；一是酸和金属基板反应生成羧酸盐。