SMT錫膏知識培訓(一)

 前言：感謝q894628281的分享，這里提供給大家 希望幫到需要的朋友。

 一.錫膏的應用
 隨著回流焊技術(shù)的應用，錫膏已成為表面貼裝技術(shù)(SMT)中*要的工藝材料，近年來獲得飛速發(fā)展。在表面組裝件的回流焊中，錫膏被用來實施表面組裝元器件的引線或端點與印制板上焊盤的連接。錫

膏涂覆是表面組裝技術(shù)一道關(guān)鍵工序，它將直接影響到表面組裝件的焊接質(zhì)量和可靠性。由錫膏產(chǎn)生的缺陷占SMT中缺陷的60％—70％，所以對錫膏深入的了解、規(guī)范合理使用錫膏顯得尤為重要。

 在常溫下，錫膏可將電子元器件初粘在既定位置，當被加熱到一定溫度時，隨著溶劑和部分添加劑的揮發(fā)，合金粉的熔化，使被焊元器件和焊盤連在一起，冷卻形成長久連接的焊點。對錫膏的要**

具有多種涂布方式，特別具有良好的印刷性能和再流焊性能，并在貯存時具有穩(wěn)定性。

 二.錫膏的定義
  錫膏的定義:英文名稱:SOLDER PASTE
 錫膏(焊膏)是一種均勻的焊料合金粉末和穩(wěn)定的助焊劑按一定的比例均勻混合而成的膏狀體。在焊接時可以使表面組裝元器件的引線或端點與印制板上焊盤形成合金性連接。這種物質(zhì)極適合表面貼

裝的自動化生產(chǎn)的可靠性焊接，是現(xiàn)電子業(yè)高科技的產(chǎn)物。

 應用于SMT錫膏印刷作業(yè)工站，透過刮刀，鋼板，印刷機等載體，將定量之錫膏準確的涂布在PCB的各定點焊墊上(Pads)，并保有良好的黏性(Tacky)，以完成回焊后焊墊與零件腳電氣及機械連接。

  錫膏分：無鉛錫膏 有鉛錫膏

 三.錫膏的組成
  錫膏的組成:
   錫膏=錫粉(METAL)+助焊劑(FLUX)
  錫粉通常是由氮氣霧化或轉(zhuǎn)碟法制造，后經(jīng)絲網(wǎng)篩選而成。助焊劑是粘結(jié)劑(樹脂)，溶劑，活性劑，觸變劑及其它添加劑組成，它對錫膏從絲綢印刷到焊接整個過程起著至關(guān)重要的作用。

  一般情況下，10％助焊膏和90％錫粉（錫合金粉90%）的重量比

  50％助焊膏與50％錫粉的體積比

  各組成部份的作用﹕
   焊錫粉: 導電、鍵接
   助焊性粘合劑: 防止錫粉與FLUX分離防止錫塌
   溶劑: 將FLUX之所有溶解成一均勻狀之溶液，進而得到一活性均勻之助焊劑
　 活性劑: 消除焊接表面之氧化物，降低表面張力
　 抗垂流劑﹕黏度  印刷能力  防止塌陷  ODOR 

 四.錫膏的重要特性
  錫膏重要特性﹕
   1. 流動性
   2. 脫板性
   3. 連續(xù)印刷
   4. 穩(wěn)定性

 錫膏是一種流體，具有流動性。材料的流動性可分為理想的、塑性的，偽塑性的、膨脹的和觸變的，錫膏屬觸變流體。剪切應力對剪切率的比值定義為錫膏的粘度，其單位為Pa.s，錫膏合金百分含

量、粉末顆粒大小、溫度、焊劑量和觸變劑的潤滑性是影響錫膏粘度的主要因素。在實際應用中，一般根據(jù)錫膏印刷技朮的類型和印到PCB上的厚度確定*佳的粘度。

 五.錫膏的分類
  按回焊溫度分:
　 高溫錫膏
　 常溫錫膏
　 低溫錫膏

  按金屬成份分:
　 含銀錫膏(Sn62/Pb36/Ag2)
　 非含銀錫膏(Sn63/Pb37)
　 含鉍錫膏(Bi14/Sn43/Pb43)
　 無鉛錫膏(Sn96.5/Ag3.0/Cu0.5)

  低溫應用:                             Sn43/Pb43/Bi14                      
                                             Sn42/Bi58
  高溫、無鉛、高張力:               Sn96/Ag4
                                             Sn95/Sb5
                                             Sn96.5/Ag3.0/Cu0.5
                                             Sn95.5/Ag3.8/Cu0.7
  高溫、高張力、低價值:           Sn10/Pb90
                                             Sn10/Pb88/Ag2
                                             Sn5/Pb93.5/Ag1.5

  按助焊劑成份分:
　 免洗型（NC）
　 水溶型（WS或OA）
　 松香型（ RMA 、RA）

  按清洗方式分:
　 有機溶劑清洗型
　 水清洗型
　 半水清洗型
　 免清洗型
　　常用的為免清洗型錫膏，在要求比較高的產(chǎn)品中可以使用需清洗的的錫膏。

  常見無鉛錫膏的種類（見圖）：

 六.錫膏的參數(shù)
  錫膏的主要參數(shù):
　 1 合金類型
　 2 錫粉顆粒
　 3 助焊劑類型(殘余物的去除)

  1 合金參數(shù):
　　 溫度范圍
      　a 固相
      　b 液相
　　 基質(zhì)兼容性
　　 焊接強度（結(jié)合力）

  錫鉛合金的二元金相圖

　 a 共熔組成在Pb37/Sn63合金，此是固態(tài)與 液態(tài)直來直往的，無漿狀存在，且熔點低在183 °C 。
 　b 純鉛的MP為327 °C ，純錫232 °C ，當形成合金時，則其MP下降以共晶點為*低。

  常用合金:
   電子應用方面(含鉛）超過90%的是：Sn63/Pb37、Sn62/Pb36/Ag2 、或Sn60/Pb40，2%的銀合金隨含Ag引腳和焊墊應用的增加而增加。銀合金常用于錫鉛合金產(chǎn)生弱粘合的場合。

  2.錫粉參數(shù):
　 a.錫粉顆粒直徑大小
   b.顆粒形狀
　 c.大小分布
　 d.氧化比率

    a.錫粉顆粒直徑大小:
　　 電鏡掃描
　　 IPC J-STD-006 定義球形錫粉的直徑尺寸是長寬比率小于1.5倍。

    b.錫粉顆粒形狀:
    焊料粉末的形狀決著粉末的氧化物含量，也決定著錫膏的可印性。球形焊料粉末在給定體積下總表面積*小，減少了可能發(fā)生的表面氧化的面積，球形的錫膏顆粒要比其它任何形狀的顆粒更容

易通過網(wǎng)版或者鋼版。并且一致性好，為使錫膏具備優(yōu)良的印刷性能創(chuàng)造了條件。

   愈圓愈好
   愈小愈均勻愈好(流動性佳，成形佳) 氧化層愈薄愈好

   c.錫粉大小分布:
  焊料顆粒的尺寸一般為-200目/+325目，即至少99％重量百分比的粉末顆粒能通過200（孔/in2）目的網(wǎng)，少于20％重量百分比的粉末顆粒能通過325目的網(wǎng)，該尺寸以外的顆粒以不多于10％為宜。在有0.5mm腳間距的器件印刷錫膏時，焊料顆粒尺寸應比常規(guī)小，可以選用顆粒尺寸是-325目+500目的焊膏。

 粉粒等級                網(wǎng)眼大小                顆粒大小
 IPCTYPE2           -200+325        45-75微米
 IPCTYPE3           -325+500               25-45微米
 IPCTYPE4           -400+635               20-38微米
　　2型用于標準的SMT，間距為50mil，當間距小到30mil時，必須用3型焊膏。
　　3型用于小間距技術(shù)（30mil-15mil），在間距為15mil或更小時，要用4型焊膏這即是UFPT（極小間距技術(shù)）。

   d.錫粉氧化比率:
　　錫粉表面氧化重量％測試
　　錫粉稱重
　　樣品熔化
　　去除焊劑及雜質(zhì)
　　稱重余量
　　換算％比
　　Type 3小于 0.17%

  錫膏添加劑﹕
   鹵化物：去除銅面氧化物（活化劑）
   中性有機酸：活化錫鉛表面（活化劑）
   胺類：活化銀表面（活化劑）
   有機酸：高溫下配合FLUX除污（活化劑）
   氯化物：活性強過RMA（活化劑）
   溶劑：溶解固化物、活性劑，需有揮發(fā)性（坍塌、空洞、危 害人體）
   黏度改質(zhì)劑（觸變劑）：印刷成型
   潤濕劑：Solder Paste與PAD間的易接觸，便于殘渣清洗
   增黏劑：保持貼片后REFLOW前的黏性
   防氧化劑：防錫粉氧化，屬酚類
   表面活劑：降低焊劑的表面張力，增加焊劑對焊粉和焊墊的親潤性
   其它添加劑：錫膏制造商的**

 下期講解SMT錫膏知識培訓(二）。

相關(guān)文章：SMT錫膏印刷工藝
              錫膏技術(shù)基本知識
              SMT錫膏為什么要攪拌