焊接技术-锡膏篇
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(密封保存在 5~10 ºC)
不同状态锡浆的使用注意事项
未开封的锡浆使用前 已开封尚未启用的锡浆使用前 自印刷钢网上回收锡浆 自印刷钢网上回收的锡浆使用前
自冰箱取出后，在室温下回温4小时以上或隔夜，搅拌2~3分钟后再使用。
盖好瓶盖置于室温储存，48小时内取用，取用前用刮刀拔动检查，如果有硬化风 干的情形，须废弃不用，无硬化风干的情形，用刮刀搅拌1~2分钟后使用。
0.5mm
0.4mm
0.3mm
SLUMP-加熱150℃
0.65mm
0.5mm
0.4mm
0.3mm
回焊曲线---Sn63/Pb37
预热区：焊膏内的部分挥发性溶剂被蒸发，并降低对元器件之冲击； 升温速度为1~3℃/秒
回焊曲线---Sn63/Pb37
浸濡区：该区助焊开始活跃，化学清洗行动开始，并使PCB在到 达回焊区前各部温度均匀。
（1）元件可焊性差 （2）锡膏中残留的 杂质较多
运输及储存
¾ 运输 : 每瓶500g，宽口型塑胶（PE）瓶包装，并盖上
内盖密封封装，送货时可用泡沫箱盛装，每箱最多 20瓶，保持箱内温度不超过35 ºC .
¾ 储存 : 当客户收到锡膏后应尽快将其放进冰箱储存，
建议储存温度为 5 ~ 10 ºC。 ¾ 储存期 : 6个月
冷却区：控制焊点的冷却速度也十分重要，焊点强度会随冷却速率增加
而增加。
要求： 降温速率：<4 ℃；冷却终止温度最好不高于75℃
SMT常见焊接不良原因分析
缺陷 项目
虚焊
锡珠
短路
印刷
偏位、厚度不均匀、少锡
贴片
偏位、贴装压力、定 位针定位不良
不良原因分析
回流焊接
PCB、 钢网设计
温度设定不适合
（1）锡膏印刷过厚，贴装元 件后将压桥连 （2）网板底部有锡膏未清洁 （3）环境温湿度超标
1.2 锡膏内组分比例
10％助焊膏和90％锡粉的重量比
助焊膏 10%
锡合金粉 90%
1.3 锡膏内成分体积比
50％助焊膏与50％锡粉的体积比
锡合金粉 50%
助焊膏 50%
2,锡膏主要参数
2.1常用锡粉合金组成表
NO
合金組成
1
Sn63 / Pb37
2
Sn62 / Pb36 / Ag2
3
Sn43 / Pb43 / Bi14
6.其它添加劑:各家廠牌錫膏之不同配方 约占焊膏总量的3-4% 主要作用: 1,降低焊锡表面张力,改善FLUX的漫流,使锡达到足够的爬升 (表面活性剂) 2,调节焊锡与FLUX的反应(缓蚀剂) 3,抑制分层(分散剂)
温度每增加10度,化工材料反应速度加快2-3倍.
3,锡膏品质及其应用
3.1锡膏品质因素
印刷压力 Squeegee pressure : (2~4)*105 Pa 印刷速度 Printing speed :
正常标准 usual : 20 ~ 40 mm / sec 印刷细间距时 Fine pitch : 15 ~ 20 mm / sec 印刷宽间距时 width pitch : 50 ~ 100 mm / sec 环境状况 Processing condition : 25 + 3 ºC 45 – 70 % RH
PCB焊盘设计太小， 以致锡缘太薄
PCB、 元件烘烤
未烘烤
未烘烤
材料
（1）元件可焊性差 （2）锡膏的活性 （湿润性）差
（1）锡膏使用管理 方法不当，吸收过多 水分（2）锡膏质量 差（有锡球氧化、杂 质）
锡膏的触变性、塌落 性、粘度变化
（1）一端焊盘或元 件可焊性差 （2）锡膏活性强
锡膏印刷性差
锡膏过期或质量差
网目大小 -200+325 -325+500 -400+635
颗粒大小 45-75 微米 25-45微米 20-38微米
2.2锡粉的参数
锡粉的形状要求
Good
Poor
2.2锡粉的参数
锡粉颗粒大小分布
2.2锡粉的参数
熔融合金
disk
锡粉
熔融金属远心分离法
2.2锡粉的参数
锡粉筛选示意图
除大於 38um
电子产品焊接技术 锡膏篇
特尔佳电子有限公司
技术部
内容:1,锡膏成分简述 2,锡膏主要参数 3,锡膏品质及应用要求 4,焊接缺陷的分析与改良
1,锡膏成分简述
锡粉
混合搅拌
助焊膏
2000倍
3700倍
Rosin
Oranic Acid Solvent
松香or 樹脂
活性劑
溶劑
1.1 锡膏的定义
是一种均匀、稳定的锡合金粉、助焊剂、 以 及溶剂的混合物。在焊接时可以形成合 金性连接。这种物质极适合表面贴装的自 动化生产的可靠性焊接，是现电子业高科 技的产物。
2.3 助焊膏组分及其性能
3.活性劑(activator):用以清除被焊接面的氧化物 占焊膏总量的10% 主要作用:带有酸,主要是化学清洗(H+ F+ CL+ 等)
4.增稠劑(thickeners):用以調整(增加)錫膏黏度 (4和5 约占总量的7-8%)
5.流變劑(触变剂):用以防止錫膏在印刷後發生崩塌現象
2.2锡粉的参数
锡粉的颗粒度直径大小 锡粉的形状 锡粉的大小分布 氧化度高低
2.2锡粉的参数
锡粉的颗粒度直径大小
电子显微镜扫描 IPC J-STD-006 定义球形锡粉的直径尺寸(D)是长宽比率小于1.5倍
2.2锡粉的参数
IPC颗粒度大小定义
颗粒等级 IPC TYPE 2 IPC TYPE 3 IPC TYPE 4
印刷前之准备
¾ 搅拌 Stirring
锡膏在“回温”后，于使用前要充分搅拌。 目的：使助焊剂与锡粉之间均匀分布，充分发挥各种特性；
搅拌方式：手工搅拌或机器搅拌均可； 搅拌时间：手工：4分钟左右
机器：1~3分钟；(视各家搅拌器的转速而定)
印刷设备
建议印刷参数
¾ 刮刀硬度 Squeegee Hardness : 60~90 HS (metal blade) 刮刀角度 Squeegee angle : 45 º ~ 60 º
High reliability 高可靠性
Inspection 检测
Wetability 润湿性
Solder ball 锡珠
SIR 表面绝缘阻抗
Elect remigration 电迁移
Corrosion 腐蚀性
Ionic residue 离子残留
Flux residue 助焊膏残留物
ICT testability ICT测试性能
须另用锡浆瓶包装，不宜与尚未使用的锡膏混装在一起，盖好瓶盖于室温储存， 24小时内取用。
取用前用刮刀拔动检查，如果有硬化风干的情形，须废弃不用，无硬化风干的情 形时，用刮刀搅拌1~2分钟后使用，可添加等量的己封尚未使用的锡浆混使使用
SOLCHEM
锡粉
印刷性 錫球 焊錫温度
触变剂
印刷性 熱流位性 冷流位性
焊錫性 錫球 粘度穏定性
活性剂
印刷性 焊錫性 耐湿性
松脂
溶剂
锡膏
3.2锡膏的实际应用要求
¾ 通常以下因素对锡膏的选择及应用效果起决定作用
Good Printability 良好的印刷性
Good workability 良好的可操作性
Fine pitch printability 细间距印刷能力
12
Sn42 / Bi58
13
Sn95 / Sb5
14
Sn89 / Zn8 / Bi3
液相溫度℃
183 179 163 290 280 219 219 219 227 227 221 138 245 197
固相溫度℃
183 179 144 268 280 217 217 217 229 227 221 138 235 187
Continual printability type 持续印刷能力
Print speed type 印刷速度
Stencil idle time 钢网放置时间
Stencil life 连续印刷寿命
Tackiness 粘性
Slump resistively 抗坍塌性
3.2锡膏的实际应用要求
Good solder ability 良好的焊锡性
印刷前之准备
¾ 回温 Temperature Control
锡膏通常用冰箱冷藏，冷藏温度为5~10℃为佳。故从冰箱中 取出锡膏时，需先经“回温”才能打开瓶盖使用。
回温方式：不开启瓶盖的前提下，放置于室温中自然解冻； 回温时间：4小时左右
注意：1.未经充足的“回温”，千万不要打开瓶盖； 2.不要用加热的方式缩短“回温”的时间
2.3 助焊膏组分及其性能
助焊膏类型
免洗（NC）(>90%) 100%
80%
Flux Composition
水洗（WS或OA）
60%
40%
20%
中等活性松香（RMA） 0%
RA
RMA
WS
NC
活性松香型（RA）
松 香/松 香 脂 活化剂
溶剂 其它
2.3 助焊膏组分及其性能
RA和RMA 配方是相似的。然而,RA 含有卤化 物活性剂。
除小於 20um
用風力
ห้องสมุดไป่ตู้
20-38um 錫粉
2.2锡粉的参数
Mesh
2.2锡粉的参数
锡粉氧化度
(氧化层厚度约10NM)
锡粉表面氧化重量％测试
锡粉称重 样品熔化 去除焊剂及杂质 称重余量 换算％比 Type 3小于 0.015%
2.3 助焊膏组分及其性能
助焊膏性能
与基质的兼容性 热分解性/减少程度 粘度/黏度 流动性 可接纳的载金量 与热传递机制的一致性 与常用清洗溶剂及设备的兼容性
水溶性助焊剂含有高的活化剂。
免洗类似于RA、RMA，除在松香树脂含量上不 同。
其它成份是表面活化剂、增稠剂等
2.3 助焊膏组分及其性能
松 香 （脂） 酸
包含活性机能、有机物组成份 -COOH，-NH2，-NHR，-NR2
COOH
助焊剂强度（力度）取决于： • 分子结构 • 物理特性 • 周边的媒介物 • 基质的相容性 • 加热相容性
要求： 温度：130~170℃ 时间：60~120秒 升温速度：<2 ℃/秒
回焊曲线---Sn63/Pb37
回焊区：锡膏中的金属颗粒熔化在液态表面张力作用下形成焊点 表面。
要求： 最高温度：210~240 ℃；高于183℃ 50~90秒 ；
高于200 ℃ 20~50秒
回焊曲线---Sn63/Pb37
温度设定不适合
钢网未采用防锡珠产 生的开孔方式
偏位、桥连、表面不平整、拉 尖、过厚
温度设定不适合
钢网厚度或开孔不适
碑立
印刷厚度不均
偏位
少锡
（1）锡膏印刷过少、刮刀不 良、印刷参数设定不当
（2）网孔堵塞
焊点不光亮
温度设定不适合 温度设定不适合
PCB焊盘设计欠佳 钢网开孔设计不良
焊点锡孔、裂 纹
温度设定不适合
印刷作业处应没有强烈的空气流动 No air flow (wind) around printing site.
印刷试验图片
Printability photo(0.5mm)
1st
10th
Printability photo(0.4mm)
1st
10th
坍塌试验-未加熱
0.65mm
SLUMP-NO HEATED
2.3 助焊膏组分及其性能
由于各家厂商所使用之成份不同,且FLUX成分大多属于各厂商的 秘密所在,在此仅就其作用加以简述。
1.松香(rosin)/樹脂(Resin):可分為天然及合成兩種,约占焊膏总量的50% 主要作用:1,残留物的色泽 2,锡膏的黏度 3,酸值 4,成膜性
2.溶劑(solvent):用以調整(降低)錫膏黏度, 约占焊膏总量的10-30% 主要作用:1,使松香溶解 2,锡膏放置的时间
4
Sn10 / Pb88 / Ag2
5
Sn5 / Pb92.5 / Ag2.5
6
Sn96.5 / Ag3.0 / Cu0.5
7
Sn95.5 / Ag3.8 / Cu0.7
8
Sn95.5 / Ag4.0 / Cu0.5
9
Sn99 / Ag0.3/ Cu0.7
10
Sn99.3 / Cu0.7
11
Sn96.5 / Ag3.5
不同状态锡浆的使用注意事项
未开封的锡浆使用前 已开封尚未启用的锡浆使用前 自印刷钢网上回收锡浆 自印刷钢网上回收的锡浆使用前
自冰箱取出后，在室温下回温4小时以上或隔夜，搅拌2~3分钟后再使用。
盖好瓶盖置于室温储存，48小时内取用，取用前用刮刀拔动检查，如果有硬化风 干的情形，须废弃不用，无硬化风干的情形，用刮刀搅拌1~2分钟后使用。
0.5mm
0.4mm
0.3mm
SLUMP-加熱150℃
0.65mm
0.5mm
0.4mm
0.3mm
回焊曲线---Sn63/Pb37
预热区：焊膏内的部分挥发性溶剂被蒸发，并降低对元器件之冲击； 升温速度为1~3℃/秒
回焊曲线---Sn63/Pb37
浸濡区：该区助焊开始活跃，化学清洗行动开始，并使PCB在到 达回焊区前各部温度均匀。
（1）元件可焊性差 （2）锡膏中残留的 杂质较多
运输及储存
¾ 运输 : 每瓶500g，宽口型塑胶（PE）瓶包装，并盖上
内盖密封封装，送货时可用泡沫箱盛装，每箱最多 20瓶，保持箱内温度不超过35 ºC .
¾ 储存 : 当客户收到锡膏后应尽快将其放进冰箱储存，
建议储存温度为 5 ~ 10 ºC。 ¾ 储存期 : 6个月
冷却区：控制焊点的冷却速度也十分重要，焊点强度会随冷却速率增加
而增加。
要求： 降温速率：<4 ℃；冷却终止温度最好不高于75℃
SMT常见焊接不良原因分析
缺陷 项目
虚焊
锡珠
短路
印刷
偏位、厚度不均匀、少锡
贴片
偏位、贴装压力、定 位针定位不良
不良原因分析
回流焊接
PCB、 钢网设计
温度设定不适合
（1）锡膏印刷过厚，贴装元 件后将压桥连 （2）网板底部有锡膏未清洁 （3）环境温湿度超标
1.2 锡膏内组分比例
10％助焊膏和90％锡粉的重量比
助焊膏 10%
锡合金粉 90%
1.3 锡膏内成分体积比
50％助焊膏与50％锡粉的体积比
锡合金粉 50%
助焊膏 50%
2,锡膏主要参数
2.1常用锡粉合金组成表
NO
合金組成
1
Sn63 / Pb37
2
Sn62 / Pb36 / Ag2
3
Sn43 / Pb43 / Bi14
6.其它添加劑:各家廠牌錫膏之不同配方 约占焊膏总量的3-4% 主要作用: 1,降低焊锡表面张力,改善FLUX的漫流,使锡达到足够的爬升 (表面活性剂) 2,调节焊锡与FLUX的反应(缓蚀剂) 3,抑制分层(分散剂)
温度每增加10度,化工材料反应速度加快2-3倍.
3,锡膏品质及其应用
3.1锡膏品质因素
印刷压力 Squeegee pressure : (2~4)*105 Pa 印刷速度 Printing speed :
正常标准 usual : 20 ~ 40 mm / sec 印刷细间距时 Fine pitch : 15 ~ 20 mm / sec 印刷宽间距时 width pitch : 50 ~ 100 mm / sec 环境状况 Processing condition : 25 + 3 ºC 45 – 70 % RH
PCB焊盘设计太小， 以致锡缘太薄
PCB、 元件烘烤
未烘烤
未烘烤
材料
（1）元件可焊性差 （2）锡膏的活性 （湿润性）差
（1）锡膏使用管理 方法不当，吸收过多 水分（2）锡膏质量 差（有锡球氧化、杂 质）
锡膏的触变性、塌落 性、粘度变化
（1）一端焊盘或元 件可焊性差 （2）锡膏活性强
锡膏印刷性差
锡膏过期或质量差
网目大小 -200+325 -325+500 -400+635
颗粒大小 45-75 微米 25-45微米 20-38微米
2.2锡粉的参数
锡粉的形状要求
Good
Poor
2.2锡粉的参数
锡粉颗粒大小分布
2.2锡粉的参数
熔融合金
disk
锡粉
熔融金属远心分离法
2.2锡粉的参数
锡粉筛选示意图
除大於 38um
电子产品焊接技术 锡膏篇
特尔佳电子有限公司
技术部
内容:1,锡膏成分简述 2,锡膏主要参数 3,锡膏品质及应用要求 4,焊接缺陷的分析与改良
1,锡膏成分简述
锡粉
混合搅拌
助焊膏
2000倍
3700倍
Rosin
Oranic Acid Solvent
松香or 樹脂
活性劑
溶劑
1.1 锡膏的定义
是一种均匀、稳定的锡合金粉、助焊剂、 以 及溶剂的混合物。在焊接时可以形成合 金性连接。这种物质极适合表面贴装的自 动化生产的可靠性焊接，是现电子业高科 技的产物。
2.3 助焊膏组分及其性能
3.活性劑(activator):用以清除被焊接面的氧化物 占焊膏总量的10% 主要作用:带有酸,主要是化学清洗(H+ F+ CL+ 等)
4.增稠劑(thickeners):用以調整(增加)錫膏黏度 (4和5 约占总量的7-8%)
5.流變劑(触变剂):用以防止錫膏在印刷後發生崩塌現象
2.2锡粉的参数
锡粉的颗粒度直径大小 锡粉的形状 锡粉的大小分布 氧化度高低
2.2锡粉的参数
锡粉的颗粒度直径大小
电子显微镜扫描 IPC J-STD-006 定义球形锡粉的直径尺寸(D)是长宽比率小于1.5倍
2.2锡粉的参数
IPC颗粒度大小定义
颗粒等级 IPC TYPE 2 IPC TYPE 3 IPC TYPE 4
印刷前之准备
¾ 搅拌 Stirring
锡膏在“回温”后，于使用前要充分搅拌。 目的：使助焊剂与锡粉之间均匀分布，充分发挥各种特性；
搅拌方式：手工搅拌或机器搅拌均可； 搅拌时间：手工：4分钟左右
机器：1~3分钟；(视各家搅拌器的转速而定)
印刷设备
建议印刷参数
¾ 刮刀硬度 Squeegee Hardness : 60~90 HS (metal blade) 刮刀角度 Squeegee angle : 45 º ~ 60 º
High reliability 高可靠性
Inspection 检测
Wetability 润湿性
Solder ball 锡珠
SIR 表面绝缘阻抗
Elect remigration 电迁移
Corrosion 腐蚀性
Ionic residue 离子残留
Flux residue 助焊膏残留物
ICT testability ICT测试性能
须另用锡浆瓶包装，不宜与尚未使用的锡膏混装在一起，盖好瓶盖于室温储存， 24小时内取用。
取用前用刮刀拔动检查，如果有硬化风干的情形，须废弃不用，无硬化风干的情 形时，用刮刀搅拌1~2分钟后使用，可添加等量的己封尚未使用的锡浆混使使用
SOLCHEM
锡粉
印刷性 錫球 焊錫温度
触变剂
印刷性 熱流位性 冷流位性
焊錫性 錫球 粘度穏定性
活性剂
印刷性 焊錫性 耐湿性
松脂
溶剂
锡膏
3.2锡膏的实际应用要求
¾ 通常以下因素对锡膏的选择及应用效果起决定作用
Good Printability 良好的印刷性
Good workability 良好的可操作性
Fine pitch printability 细间距印刷能力
12
Sn42 / Bi58
13
Sn95 / Sb5
14
Sn89 / Zn8 / Bi3
液相溫度℃
183 179 163 290 280 219 219 219 227 227 221 138 245 197
固相溫度℃
183 179 144 268 280 217 217 217 229 227 221 138 235 187
Continual printability type 持续印刷能力
Print speed type 印刷速度
Stencil idle time 钢网放置时间
Stencil life 连续印刷寿命
Tackiness 粘性
Slump resistively 抗坍塌性
3.2锡膏的实际应用要求
Good solder ability 良好的焊锡性
印刷前之准备
¾ 回温 Temperature Control
锡膏通常用冰箱冷藏，冷藏温度为5~10℃为佳。故从冰箱中 取出锡膏时，需先经“回温”才能打开瓶盖使用。
回温方式：不开启瓶盖的前提下，放置于室温中自然解冻； 回温时间：4小时左右
注意：1.未经充足的“回温”，千万不要打开瓶盖； 2.不要用加热的方式缩短“回温”的时间
2.3 助焊膏组分及其性能
助焊膏类型
免洗（NC）(>90%) 100%
80%
Flux Composition
水洗（WS或OA）
60%
40%
20%
中等活性松香（RMA） 0%
RA
RMA
WS
NC
活性松香型（RA）
松 香/松 香 脂 活化剂
溶剂 其它
2.3 助焊膏组分及其性能
RA和RMA 配方是相似的。然而,RA 含有卤化 物活性剂。
除小於 20um
用風力
ห้องสมุดไป่ตู้
20-38um 錫粉
2.2锡粉的参数
Mesh
2.2锡粉的参数
锡粉氧化度
(氧化层厚度约10NM)
锡粉表面氧化重量％测试
锡粉称重 样品熔化 去除焊剂及杂质 称重余量 换算％比 Type 3小于 0.015%
2.3 助焊膏组分及其性能
助焊膏性能
与基质的兼容性 热分解性/减少程度 粘度/黏度 流动性 可接纳的载金量 与热传递机制的一致性 与常用清洗溶剂及设备的兼容性
水溶性助焊剂含有高的活化剂。
免洗类似于RA、RMA，除在松香树脂含量上不 同。
其它成份是表面活化剂、增稠剂等
2.3 助焊膏组分及其性能
松 香 （脂） 酸
包含活性机能、有机物组成份 -COOH，-NH2，-NHR，-NR2
COOH
助焊剂强度（力度）取决于： • 分子结构 • 物理特性 • 周边的媒介物 • 基质的相容性 • 加热相容性
要求： 温度：130~170℃ 时间：60~120秒 升温速度：<2 ℃/秒
回焊曲线---Sn63/Pb37
回焊区：锡膏中的金属颗粒熔化在液态表面张力作用下形成焊点 表面。
要求： 最高温度：210~240 ℃；高于183℃ 50~90秒 ；
高于200 ℃ 20~50秒
回焊曲线---Sn63/Pb37
温度设定不适合
钢网未采用防锡珠产 生的开孔方式
偏位、桥连、表面不平整、拉 尖、过厚
温度设定不适合
钢网厚度或开孔不适
碑立
印刷厚度不均
偏位
少锡
（1）锡膏印刷过少、刮刀不 良、印刷参数设定不当
（2）网孔堵塞
焊点不光亮
温度设定不适合 温度设定不适合
PCB焊盘设计欠佳 钢网开孔设计不良
焊点锡孔、裂 纹
温度设定不适合
印刷作业处应没有强烈的空气流动 No air flow (wind) around printing site.
印刷试验图片
Printability photo(0.5mm)
1st
10th
Printability photo(0.4mm)
1st
10th
坍塌试验-未加熱
0.65mm
SLUMP-NO HEATED
2.3 助焊膏组分及其性能
由于各家厂商所使用之成份不同,且FLUX成分大多属于各厂商的 秘密所在,在此仅就其作用加以简述。
1.松香(rosin)/樹脂(Resin):可分為天然及合成兩種,约占焊膏总量的50% 主要作用:1,残留物的色泽 2,锡膏的黏度 3,酸值 4,成膜性
2.溶劑(solvent):用以調整(降低)錫膏黏度, 约占焊膏总量的10-30% 主要作用:1,使松香溶解 2,锡膏放置的时间
4
Sn10 / Pb88 / Ag2
5
Sn5 / Pb92.5 / Ag2.5
6
Sn96.5 / Ag3.0 / Cu0.5
7
Sn95.5 / Ag3.8 / Cu0.7
8
Sn95.5 / Ag4.0 / Cu0.5
9
Sn99 / Ag0.3/ Cu0.7
10
Sn99.3 / Cu0.7
11
Sn96.5 / Ag3.5