PCBA加工錫膏(焊膏)成份、分類及選擇
日期(qi):2019-05-27 / 人氣(qi): / 來源:189hi.cn
PCBA加工流程中重(zhong)(zhong)要環節(jie)SMT貼片工藝(yi)離不開焊膏的(de)使(shi)用(yong),焊膏是PCBA加工中的(de)重(zhong)(zhong)要原材料之(zhi)一(yi),PCBA加工焊膏怎么(me)選擇影響SMT甚至是PCBA成品的(de)質量,本文是關于PCBA加工中焊膏如何(he)選用(yong)的(de)探討
焊膏是由合(he)(he)金焊料(liao)粉、糊(hu)狀助(zhu)焊劑(ji)均勻混合(he)(he)而成的(de)漿料(liao)或膏狀體,因(yin)為(wei)絕大(da)多數(shu)焊膏的(de)主要(yao)金屬成份是錫,所(suo)以焊膏也叫錫膏。錫膏是SMT工藝(yi)中不可缺少的(de)焊接(jie)(jie)材料(liao),廣(guang)泛用(yong)于(yu)再流焊中。焊膏在(zai)常溫下具有一定(ding)的(de)粘性,可將(jiang)電子元器(qi)件初(chu)粘在(zai)既定(ding)位置,在(zai)焊接(jie)(jie)溫度下,隨著溶劑(ji)和(he)部分添加劑(ji)揮發,將(jiang)被焊元器(qi)件互聯在(zai)一起形成永久連接(jie)(jie)。
目前涂布錫膏多數采用SMT鋼網漏印法,其優(you)點是(shi)操作簡便(bian)、快速、精確、制后即(ji)刻可用。但同時也有(you)焊點的可靠(kao)性差、易造(zao)成虛焊、浪費焊膏、成本高等缺點。
錫膏的成份
焊(han)(han)膏主要由合金焊(han)(han)料粉末和助焊(han)(han)劑組成(cheng)。其中合金焊(han)(han)料粉占總重量(liang)的85%~90%,助焊(han)(han)劑占15%~20%。
組成 | 使用的主要材料 | 功能 | |
合金焊料粉 |
Sn-Pb Sn-Pb-Ag |
元器件和電路的機械和電氣連接 | |
焊 劑 系 統 |
焊劑 | 松香、合成樹脂 | 凈化金屬表面,提高焊劑潤濕性 |
連接劑 | 松香、松香脂、聚丁烯 | 提供貼裝元器件所需粘性 | |
活化劑 | 硬脂酸、鹽酸、聯胺、三乙醇胺 | 凈化金屬表面 | |
溶劑 | 甘油、乙二醇 | 調節焊膏特性 | |
觸變劑 | 防止分散、防止爆邊 |
合金焊料粉末
合(he)金焊(han)(han)料粉(fen)末是焊(han)(han)膏(gao)(gao)的(de)(de)(de)主要成分,也是PCBA加工中(zhong)選擇焊(han)(han)膏(gao)(gao)最需考(kao)慮的(de)(de)(de)因素(su)。常用(yong)的(de)(de)(de)合(he)金焊(han)(han)料粉(fen)末有錫/鉛(qian)(Sn-pb)、錫/鉛(qian)/銀(Su-Pb-Ag)、錫/鉛(qian)/鉍(Su-Pb-Bi)等,常用(yong)的(de)(de)(de)合(he)金成分為63%Sn/37%Pb以及62%Sn/36%Pb/2%Ag。不同合(he)金比(bi)例有不同的(de)(de)(de)熔化溫度。
合(he)金焊(han)料粉(fen)(fen)末的形狀(zhuang)(zhuang)、粒(li)度(du)(du)(du)和(he)表面(mian)氧(yang)(yang)化程度(du)(du)(du)對(dui)焊(han)膏(gao)性能(neng)的影(ying)響很(hen)大。合(he)金焊(han)料粉(fen)(fen)末按形狀(zhuang)(zhuang)分(fen)成(cheng)無(wu)定形和(he)球(qiu)形兩種(zhong)。球(qiu)形合(he)金粉(fen)(fen)末的表面(mian)積小、氧(yang)(yang)化程度(du)(du)(du)低、制成(cheng)的焊(han)膏(gao)具(ju)有良好的印(yin)刷(shua)性能(neng)。合(he)金焊(han)料粉(fen)(fen)末的粒(li)度(du)(du)(du)一般在200~400目。粒(li)度(du)(du)(du)愈小,粘度(du)(du)(du)愈大;粒(li)度(du)(du)(du)過大,會(hui)使(shi)焊(han)膏(gao)粘接性能(neng)變差;粒(li)度(du)(du)(du)太細,則由于(yu)表面(mian)積增大,會(hui)使(shi)表面(mian)含氧(yang)(yang)量增高(gao),也不宜采用。
在焊膏(gao)中(zhong),糊(hu)狀(zhuang)助焊劑是(shi)合金(jin)(jin)粉末的(de)(de)載體。其(qi)組成與通(tong)(tong)用(yong)助焊劑基本(ben)相(xiang)同。為了(le)改善印刷效果和觸(chu)變(bian)性(xing),有(you)時(shi)還需加入觸(chu)變(bian)劑和溶劑。通(tong)(tong)過助焊劑中(zhong)活性(xing)劑的(de)(de)作用(yong),能清除被焊材料表面(mian)以及(ji)合金(jin)(jin)粉末本(ben)身的(de)(de)氧(yang)化膜,使(shi)焊料迅速(su)擴(kuo)散并附著在被焊金(jin)(jin)屬表面(mian)。助焊劑的(de)(de)組成對(dui)焊膏(gao)的(de)(de)擴(kuo)展性(xing)、潤(run)濕(shi)性(xing)、塌(ta)陷、粘度變(bian)化、清洗性(xing)質、焊珠(zhu)飛濺及(ji)儲存壽命均有(you)較大影(ying)響。
錫膏的分類
焊膏(gao)的(de)品種(zhong)很多,對在PCBA加工中如(ru)何選擇造成一定的(de)困擾(rao),焊膏(gao)通常可按以下性能分類:
- 按合金焊料粉的熔點分 最常用的焊膏熔點為178-183℃.隨著所用金屬種類和組成的不同,焊膏的熔點可提高至250℃以上,也可降為150℃以下,可根據焊接所需溫度的不同,選擇不同熔點的焊膏。
- 按焊劑的活性分 參照通用液體焊劑活性的分類原則,可分為無活性(R),巾等活性(RMA)和活性(RA)三個等級,根據PCB和元器件的情況及清洗工藝要求進行選擇。
- 按焊膏的粘度分 粘度的變化范圍很尢,通常為100~60OPa·s,最高可達1000Pa·s以上。依據施膏工藝手段的不同進行選擇。
- 按清洗方式分 按清洗方式分為有機溶劑清洗、水清洗、半水清洗和免清洗等方式。從保護環境的角度考慮,水清洗、半水清洗和免清洗是現在PCBA加工中焊膏選擇和使用的發展方向。
類型 | 焊劑和活化劑 | 應用范圍 |
R | 水白松香,非活性 | 航天、軍用 |
RMA | 松香、非離子性鹵化物 | 軍事和其他可靠性電路組件 |
RA | 松香、離子性鹵化物 | 消費類電子 |
表面組裝對錫膏的要求
在PCBA加工中對表面組裝的不同工藝或工序中,要求焊膏具有的性能不盡相同,大體需達到下述幾點要求,更多關于錫膏質量的研究,請訪問焊膏質量控制
- 焊膏在印刷前應能保持3~6個月。
-
印刷時和再流加熱前應具有的性能
- 印刷時應具有優良的脫模性;
- 印刷時和印刷后焊膏不易坍塌;
- 焯膏應具有一定的粘度。
-
再流加熱時應具有的性能
- 應具有良好的潤濕性能;
- 應形成最少量的焊料球:
- 焊料飛濺要少。
-
再流焊接后應具有的性能
- 要求焊劑中固體含量越低越好,焊后易清洗干凈
- 焊接強度高。
錫膏的選用原則
錫膏質量關乎SMT加工成品的質量,劣質、失效錫膏易造成一些焊接缺陷,主要是虛焊問題,如何選(xuan)擇錫膏,可根據焊膏的(de)性能和使用(yong)要求(qiu),參考以下幾點(dian)。
- 焊膏的活性可根據印制板表面清潔程度來決定,一般采用RMA級,必要時采用RA級。
- 根據不同的涂覆方法選用不同粘度的焊膏,一般液體分配器用粘度為100~20OPa·s,絲網印刷用粘度為100~30OPa·s,漏模板印刷用粘度為200~60OPa·s.
- 精細間距印刷時選用球形、細粒度焊膏。
- 雙面焊接時,第一面采用高熔點焊膏,第二面采用低熔點焊背,保證兩者相差30~40℃,以防止第一面已焊元器件脫落。
- 當焊接熱敏元件時,應采用含鉍的低溶點焊膏。
- 采用免洗工藝時,要用不含氯離子或其它強腐蝕性化合物的焊膏。
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作者:PCBA加工
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