由于工业的发展和人类的活动，给地球环境造成的污染和破坏，越发的增多和严重。地球环境问题已成为世界性问题，是各国政府和人们特别关注的问题之一。从世界范围来看，现在，存在的主要环境问题有如下几方面：①臭氧层的破坏。②地球温暖化。③大气污染。④沙漠化。⑤酸性雨。⑥森林的破坏和减少。⑦野生生物种类的减少。⑧陆地水质的海洋的污染等。
    上述的地球环境问题，各国政府和国际有关组织虽然已制定了某些有关规定，但目前并没有得到解决，在某些方面还有发展的趋势。
    在电子工业中，各电子机器内的电路板，在安装技术中，也存在有使用对地球环境有害性的材料，对地球环境造成多种污染和破坏(图1)。对此已引起了人们的注意。其中作为洗净剂使用的氟里昂(CFC)破坏臭氧层问题，由于氟里昂规定，目前采用水洗、半水洗和免洗等替代技术已被实用化。欧美和日本等发达国家这一替代工作已完成。另外二种对环境有害性的物质是：①作为电路板焊接使用的Sn-Pb焊料中的Pb，随被废弃的各电器制品埋入地下后，遇雨会溶出，特别是遇到酸性雨会促进这种溶出，污染地下水质和土壤，以地下水为饮用水源的人们，饮用被铅污染的水，随着时间的延长会引起铅中毒，对身体健康造成损害。目前欧美日本等发达国家对无铅焊料的研究已取得了很大的进展，不久将在生产中被实用化。②由VOCs(Volatile Organic Compounds挥发性有机化合物)产生大气污染。也就是由于VOCs的光化学反应发生氧化力强的光化学氧化剂，污染大气对动植物造成损害。
    本文关于VOCs的有害性和VOCs对应助焊剂的研究动向等情况作以简要的介绍。
  一、VOCs的有害性
  有机溶剂直接暴露或排放到大气中，对人体健康和环境会造成损害和污染。其有害性主要有如下几方面：
    ①直接暴露由于其毒性或恶臭对人体健康有害。
    ②由难以进行光化学反应的VOCs(臭氧层破坏物质)破坏臭氧层。使平流层内臭氧层中臭氧分子受到破坏，减少，甚至出现臭氧层空洞。太阳光内有害紫外线(该波长紫外线应被臭氧层吸收)可直接通过臭氧层空洞倾洒到地球表面，对人体健康和其它生物造成损害。
    ⑧由于VOCs的光化学反应发生的光化学氧化剂(主要是臭氧分子)，使我们居住的地球表面大气中臭氧的浓度增加，大气中臭氧浓度作为大气污染指标被注意了。这种氧化力强的光化学氧化剂，引起的光化学烟雾，对人的眼睛和呼吸器官产生较强刺激和损害。这一点对生活在现代大都市人的人们是深有感受。即使对植物，也有由于光化学氧化剂强的氧化作用，直接的使植物的细胞受损、变质，叶绿体功能降低，生长低下等不良影响的报告。
    从1940年洛杉矶发生的光化学烟雾事件开始，到1953年才清楚光化学大气污染的发生机理，作为主要物质是VOCs和氮氧化物，在光的作用下，生成氧化力强的光化学氧化剂，成为种种污染的原因。
    ④由于光化学氧化剂产生的酸性雨，使土壤和湖泊酸性化，对植物(特别是森林)和水生生物造成损害。同时,酸性雨也促进废弃物内的铅溶出，污染地下水和土壤。
    对VOCs的环境污染问题，各国政府和国际有关组织先后不同程度的作出一些限期禁止使用或限制排放量的规定。例如欧洲由于酸性雨对森林的破坏作为越境污染问题，1979年ECE(联合国欧洲经济委员会)通过了'关于挥发性有机化合物限制排放量的长期的越境大气污染议定书'，1991年又有美国，加拿大和欧洲等23个加盟国参加缔结。议定书中对由于VOCs和NOz产生的光化学反应生成物越境造成对邻国大气污染，进一步消减欧洲，北美地区VOCs年间排放量。

 电路板安装中环境问题示意图
二、VOCs发生源和VOCs对应助焊剂要求特性
    所谓由光化学反应发生氧化剂的物质，包含除去不能引起光化学反应的物质(即成为氟里昂规定为对象的物质)外大部分有机化合物。在大工业区和都市内对进入大气中引起注意的VOCs发生源，主要来自：汽车排出的气体、化学工业、溶剂和自然界(植物等)。
    在电子工业中，电路板安装技术中成为问题的VOCs发生源，主要有各种油墨、助焊剂、电路板洗净剂，点胶剂和其它洗净剂(焊接装置中夹具的洗净，金属模板的洗净等)。其中助焊剂中VOCs的使用量较大，成为主要关注的目标，助焊剂中的VOCs，主要是作为溶剂使用的蒸汽压为32.4mmHg的IPA(ISO prop为alcohol：异丙醇)我们知道，在助焊剂中使用有机溶剂是为溶解松香或作为树脂的可溶化剂，并使助焊剂本身成为均匀的液体或膏状体(焊膏用助焊剂)，有利于操作性，粘性和确保焊接后基板的性能等作用。但是，现在已成为污染环境的物质被注意了。为此，寻找合适的VOCs助焊剂替代方法已成为目前电路板安装技术中研究的课题之一。
    在替代助焊剂中，应无VOCs或者含有很少量的VOCs，即VOCs对应助焊剂。VOCs对应助焊剂要求的特性是：①应与原来VOCs助焊剂具有同样的焊接性。②焊接后残渣的吸湿性和可靠性也应与原来VOCs助焊等同。⑧
在操作性、毒性和安全性等应等于或好于原来VOCs助焊剂。
    现在，欧美、日本等发达国家已开始对VOCs对应助焊剂进行研究，并已取得了一定的进展，据报导，现已开始研究的VOCs助焊剂的替代方法大体有如下几种：①由水性水溶性助焊剂进行焊接一水洗净。②由免洗净水溶性助焊剂进行焊接。③无助焊剂焊接。④溶剂回收。其中前二种目前研究的重点，特别是第②种方法。
三、VOCs对应助焊剂研究动向现在，电路板焊接使用的助焊剂，主要是松香系，树脂系和低固体成分有机酸系等IPA助焊剂。关于替代助焊剂研究，基本上也是以上述三种体系为基础进行研究。表1中列出的是日本荣化学株式会社进行研究和考虑的VOCs，应助焊剂的组成例。
表1 VOCs对应助焊剂组成例 
         松香型                    树脂型                                        低固体成分型
载体    松香皂，松香，中和剂      水性高分子热可塑性树脂乳化剂，可溶化剂中和剂等 无
添生剂  胺卤化盐有机酸            胺卤化盐有机酸                                 有机酸
添加剂  润湿提高剂抑泡剂消光剂等  润湿提高剂抑泡剂消化剂等                     润湿提高剂发泡剂
溶剂    水，有机溶剂              水，有机溶剂                                   水

    如表1中所示，VOCs对应水溶性松香型助焊剂，是使约9.5％的松香由碱或有机碱进行皂化成水溶性体，作基础树脂，由水为溶剂配制成的。据报导(2)该基础树脂虽然是水溶性，但是，干燥后的涂膜是疏水性，非水溶性。助焊剂中其它成分，如活性剂，添加剂等基本上与原来IPA助焊剂相同。被用作使松香皂化的碱和作为溶剂的水，在预热过程中完全被蒸发放出，残留的固体成分也与原来的IPA助焊剂的固体成分相同。焊接后的基板的可靠性，探针接触性和基板的外观等也可与原来的IPA助焊剂等同。这一点对VOCs对应免洗助焊剂很重要。 
    作为松香的中和剂(皂化剂)；．通常是选用预热时容易挥发放出，不溶于水和可靠性好的挥发性碱。
    关于VOCs对应树脂系助焊剂，是在具有酸值的碱树脂的水溶性乳化剂中，按比例加入活性剂，添加剂和作为熔剂的水配制成的。
    在上述的VOCs对应助焊剂中，VOCs成分非常少，通常只有2～5 9／6(原来IPA助焊剂中为85％左右)或者完全没有(低固体成分有机酸型)。加入很少量的有机溶剂主要用作在松香进行皂化前，使固体松香先溶解或者作为树脂的可溶化剂使用。
    VOCs对应助焊剂由于是以水为溶剂，水较大的控制着助焊剂的特性。与IPA助焊剂比较，VOCs对应助焊剂无毒、无引火性、安全、工作环境好和废液处理容易等。但是，该助焊剂的润湿性和干燥性较差。在使用时重要的一点是对基板要充分的进行预热干燥。充分的预热不但使皂化松香的碱蒸发放出，重要的是使助焊剂中的水与松香分离、完全的蒸发掉。一般的情况下，基板表面的预热温度要比使用IPA助焊剂高20℃左右，而且预热时间也要适当的延长。如果基板预热不充分，由于水本身较大的蒸发吸热(587Cal／g)，在焊接温度下水分会急剧的蒸发，不但会引起焊料的飞溅，重要的是使焊料温度下降，焊料润湿时间延长、甚至出现某些焊接不良等问题。
    VOCs对应助焊剂涂敷时，原则上是采用喷雾法，以防止发泡式涂敷时，由于发泡强烈，会使助焊剂渗阴上升到基板上面，残留在引线或QFP下面，难以确保干燥性，对基板的可靠性产生不利影响。为确保基板能有良好的干燥性，选用吸湿性小的基板也是必要的。据报导(3)在使用该助焊剂时，若在大气中进行焊接，可在相当广的范围比较窄，如果在N2气氛中进行焊接，可在相当广的焊接条件内寻到良好的焊接性。
    至于焊膏用VOCs对应助焊剂，如果也是选用水作为溶剂。再流焊时，在预热过程中水分难以完全蒸发，在焊接温度下引起焊料飞溅，再有，由于助焊剂的反应作用强，焊膏的保存寿命短等问题发生的可能性高。对此，国外有的公司(4)对焊膏用VOCs对应助焊剂采用不含有溶剂的独特的组成，也就是替代助焊剂中溶剂和松香的是环氧树脂，而活性剂和其它的成分与与原来的助焊剂相同，该助焊也在研究中。
    焊接是电子工业中重要技术之一，为保护地球环境，对长期以来使用的同焊接有关的材料的变更，与其相关的因素很多，也就是今后不仅是对与焊接有关新材料进行研究和变更、也必须对全体焊接系统如何配合进行研究。