锡膏资料.docx

1、锡膏资料作为SMT第一道工序就要用到焊膏，而焊膏的好坏对产品起关键作用，据有人统计，电子产品72%的缺陷是由于焊膏引起的，可见其重要程度称之为产品成败因素都为之不过分。目前市场上各种档次各种品牌的焊膏有很多（很多还是国产的），销售人员都会讲其多好多好，可不见得每 人能把其焊膏材料特性和工艺特性真正昭示给人们，最多是讲那个国家某某品牌而已。我们不能只听是某某品牌，要的是其真正的性能，唯有做过焊膏的性能（多项）测试，才能将其用到生产中去，否则，一旦焊膏质量出问题将断送产品前途。掌握焊膏的测试(试验)手段，对焊膏进行评估，是每位SMT工程师的首要任务。对于焊膏的选择，SMT工程师首先需明确焊膏所使用

2、的产品，是用于精密可靠性产品还是民品，是要求清洗的产品还是免清洗的产品。决不可将民用的焊膏用于精密可靠产品上，也不能将免清洗焊膏随便用于军品上（包括航天的，一般都不允许）。一、 焊膏的分类与组成焊膏是一种膏状流体，在常温下有一定的粘性，可将电子元器件粘在既定的位置，在钎焊的温度下，将被焊元器件与印刷电路焊盘永久地连接在一起，并起电路道通作用。焊膏由钎料合金粉和焊剂组成，并根据其粘度、流动性及漏板的种类设计配方。焊膏按熔点分高温焊膏（230以上），中温焊膏（200-230），常用焊膏（180-200）和低温焊膏（180以下）；按焊剂活性分类有“R”级（无活性），“RMA”级（中度活性），“RA”

3、级（完全活性）和“SRA”级（超活性）；按清洗方式分类为有机溶剂清洗类（传统松香焊膏，残留物安全无腐蚀性，也可提供含有卤化物或非卤化物活化剂的焊膏，以满足军用和民用产品的要求），水清洗类（活性强，可用于难以钎焊的表面，焊后残渣易于用水清除，网板寿命长），半水清洗和免清洗类（配方特殊，焊接过程要氮气保护，非金属固体含量极低，焊后残留物少到可以忽略，减少了清洗的要求）。焊膏是由细小颗粒的金属粉和焊剂均匀混合而成，对于焊膏的材料分析最主要就是对合金粉的分析，其次是焊剂的分析。（1） 合金粉及颗粒试验合金粉（颗粒）是焊膏的重要组成部分，也是起焊接（和电路导通）作用的部分。通常取占焊膏总重量的85%-9

4、2%，这时可获得钎焊后较高的合金沉积量。滴注形式中焊膏里合金粉比重含量为8586%，丝网和模板印刷中焊膏里合金粉比重含量为88%-91%，体积接近50%。当合金粉含量增加时，（1）焊膏的粘度增加，能有效地抵抗预热过程中汽化所产生的力，（2）使金属粉末排列紧密，焊膏在熔化时更容易结合而不被吹散，（3）可能减少焊膏印刷后的“塌落”，（4）由于粘度加大而可能产生焊膏粘网的现象。合金粉原料为在惰性气体中用气体喷雾法或离心喷雾法获得，并在氮气中储存防止其氧化。为得到均匀球径的粉末颗粒，目前多用离心喷雾法制合金粉。合金粉颗粒的大小和形状对于焊膏的粘性和印刷性能有着直接的影响。焊球直径应小于金属印刷模板厚度

5、的三分之一，最小孔径宽度的五分之一，否则，直径过大的焊球和不规则的颗粒容易阻塞漏印窗口，造成焊锡膏印刷不良。焊球直径过小，其表面氧化物会随直径变小而非线性快速增加，在回流焊（再流焊）中将大量消耗助焊成分，严重影响焊接质量。所以，合金粉的颗粒不能太大也不能太小。如果用免清洗焊膏，其去氧化物物质偏少，焊接效果会变差。因此，免清洗焊膏也不是更好的焊膏。典型的合金成分有铅、锡、银、铜等，典型的杂质含量为：氧化物0.50%,锑0.50%,锌0.005%,铁0.001%,铜0.08%,砷0.03%,磷0.01%,硫0.005%,镉0.002%,铝0.001%。合金粉粒度的大大小、形状、粒度、均匀度和表面氧

6、化程度对焊膏的性能影响很大。粒度愈小粘度愈大，但容易氧化，反之亦然。合金粉粒度试验可用100倍的读数显微镜进行，主要用来测试其分辨率。试验过程是使用膏状助焊剂将焊膏稀释，并置于载物台玻片上。在观察时，要注意选择界面内颗粒清楚的部分，有些相连的颗粒需要排除。焊膏的分辨率为焊膏粒度的3-5倍。合金粉的颗粒度一般取100目（105m）、200目（75m）、250目（58m）、300目（48m）、325目（45m）、400目（38m）、500目（30m）和625目（20m），以适应不同的涂覆方法。目是英制，指筛网每平方英寸面积上的网孔数。实际中，要用几个不同网眼的网筛来收集合金粉，最后收集到的合金粉是

7、个区域值。-325/+500目表示至少90%重量比的粉末颗粒应能过通过325目的网，至少20%重量比的粉末颗粒通过500%网。常见合金粉末型号、直径及使用范围见表1（IPC标准），合金粒度分布见表2。表1. 合金型号、直径及使用范围 J-STD-005型号网目代号直径（m）通用间隙2-200/+32545-750.65mm2.5-250/+50025-630.5mm3-325/+40038-450.635mm3-325/+50025-450.5mm4-400/+50025-380.4mm5-500/+62520-250.3mm6N.A.5-50.2mm7N.A.2-110.1mm表2. 合金粉

8、粒度分布合金粉型号含量0%80%160m150m150-75m80m75m75-45m50m45m45-25m40m38m38-25m30m25m25-15m20m15m15-5m45m25-45m- 5该试样的焊点高度值删去不计。利用排水法或公式mV=-g求出钎料合金体积V，再按照以下公式来计算钎料球直径H：H=1.2407V1/3 扩展率计算公式：H-hav扩展率（%）= 100% H焊膏扩展率应大于80，这样的活性具备除去200Ao厚度的氧化铜能力。而要这样厚的氧化铜层，在标准的工业环境中大约需要1年时间。 接触角法对于上述试验冷却后的试件，沿扩展钎料的中心线截取剖面，并从剖面上来测量钎料与母材的接触角（如图1所示），以接触角的大小作为评定钎料润湿性优劣的指标。润湿能力评定标准见表6，较小的值表示润湿性能良好，工程上一般希望20o。图1 剖面图h 1- cos = b sin表6 润湿能力评定标准NFA89 400P的可焊性分级公认的润湿能力分级130o0o1