锡膏回流过程

锡膏回流过程当锡膏至于一个加热的环境中，锡膏回流分为五个阶段，首先，用于达到所需粘度和丝印性能的溶剂开始蒸发，温度上升必需慢(大约每秒3°C)，以限制沸腾和飞溅，防止形成小锡珠，还有，一些元件对内部应力比较敏感，如果元件外部温度上升太快，会造成断裂。

预热蒸发掉焊版上的溶剂—升温要慢助焊剂活跃，化学清洗行动开始，水溶性助焊剂和免洗型助焊剂都会发生同样的清洗行动，只不过温度稍微不同。

将金属氧化物和某些污染从即将结合的金属和焊锡颗粒上清除。

好的冶金学上的锡焊点要求“清洁”的表面。

阻焊剂活跃，清除金属氧化杂质当温度继续上升，焊锡颗粒首先单独熔化，并开始液化和表面吸锡的“灯草”过程。

这样在所有可能的表面上覆盖，并开始形成锡焊点。

这个阶段最为重要，当单个的焊锡颗粒全部熔化后，结合一起形成液态锡，这时表面张力作用开始形成焊脚表面，如果元件引脚与PCB焊盘的间隙超过4mil，则极可能由于表面张力使引脚和焊盘分开，即造成锡点开路。

温度上升焊锡颗粒融化覆盖在焊接处表面.保证元件引脚与PCB焊盘间隙不超过4MILE.冷却阶段，如果冷却快，锡点强度会稍微大一点，但不可以太快而引起元件内部的温度应力。

回流焊接要求总结：重要的是有充分的缓慢加热来安全地蒸发溶剂，防止锡珠形成和限制由于温度膨胀引起的元件内部应力，造成断裂痕可靠性问题。

其次，助焊剂活跃阶段必须有适当的时间和温度，允许清洁阶段在焊锡颗粒刚刚开始熔化时完成。

时间温度曲线中焊锡熔化的阶段是最重要的，必须充分地让焊锡颗粒完全熔化，液化形成冶金焊接，剩余溶剂和助焊剂残余的蒸发，形成焊脚表面。

此阶段如果太热或太长，可能对元件和PCB造成伤害。

锡膏回流温度曲线的设定，最好是根据锡膏供应商提供的数据进行，同时把握元件内部温度应力变化原则，即加热温升速度小于每秒3°C，和冷却温降速度小于5° C。

PCB装配如果尺寸和重量很相似的话，可用同一个温度曲线。

重要的是要经常甚至每天检测温度曲线是否正确。

锡膏异常处理锡膏对铜箔位移印刷钢板未对准，钢板或电路板不良调整印刷机，测量钢板或电路板短路锡膏过多检查钢板锡膏模糊钢板底面有锡膏、与电路板面间隙太多 ?清洁钢板底面锡膏面积缩小钢孔有干锡膏、刮刀速度太快清洗钢孔、调节机器 ?锡膏面积太大刮刀压力太大、钢孔损坏调节机器、检查钢板锡膏量多、高度太高钢板变形、与电路板之间污浊检查钢板、清洁钢板底面锡膏下塌刮刀速度太快、锡膏温度太高、吸入水份及水气调节机器、更换锡膏锡膏高度变化大钢板变形、刮刀速度太快、分开控制速度太快调节机器、检查钢板锡膏量少刮刀速度太快、塑料刮刀刮出锡膏调节机器要桠留异常解决方案一．漏印：锡膏未印上大于PAD面积的25%。

1．网孔堵塞或部分锡膏粘在钢网底部清洁钢网底部，减慢脱模速度。

2. 钢网上缺少锡膏或刮刀宽度方向锡膏不均匀。

添加锡膏使锡膏在刮刀宽度方向均匀。

3.锡膏粘度太大，印刷性不好。

添加溶剂(要求锡膏厂商提供)，选择粘度合适的锡膏。

4.锡膏中有较大尺寸合金粉末颗粒。

更换锡膏，选择金属颗粒大小一致的锡膏5.锡膏流动性不好减慢印刷速度，适当增加刮刀延时，使刮刀上的锡膏充分填充到网孔里。

6．钢网开孔方式、形状设计不完善，导致印刷脱模不良修改开孔方式、形状设计7.刮刀磨损更换新刮刀二．塌陷：图形坍塌，锡膏向四边塌落，超出焊盘面积的25%造成锡膏图形粘连1. 刮刀压力过大调整刮刀压力2.PCB定位不稳定重新固定PCB3. 锡膏粘度或合金粉末含量太低触变性不好换锡膏，选择合适粘度的锡膏三．锡膏太薄：锡膏的厚度是由钢网决定的0.15mm的钢网控制在0.13mm-0.18mm左右1．钢网厚度不符合要求(太薄)选择厚度合适的钢网2.刮刀压力太大调整刮刀压力3.印刷速度太快减慢印刷速度或增加印刷次数4. 锡膏流动性差选择颗粒度和粘度合适的锡膏四．锡膏厚度不一致：成型不良锡膏表面不平行1.钢网与PCB不平行调整钢网与PCB的相对位置，效正PCB定位工作台的水平。

2. 锡膏搅拌不均匀，使得颗粒度不一致印刷前充分搅拌锡膏，使得颗粒度一致五．拉尖：PAD上的锡膏成小丘状1．锡膏粘度大添加稀释剂(要求厂商提供)，选择合适粘度的锡膏2．钢网与PCB的间隔太大调整钢网与PCB的间隔3．脱模速度过快调整钢网脱模速度4．钢网开孔方式、形状设计不完善，导致印刷脱模不良修改开孔方式、形状设计六．桥连：相邻PAD上的锡膏图形连在一起1．钢网底部不干净有异物清洁钢网底部2．印刷次数多修改机器参数减少印刷次数3．刮刀压力太大调整刮刀压力七．成型模糊：锡膏边缘不平整，表面上有毛刺1．锡膏粘度偏低更换锡膏选择粘度合适的锡膏2．钢网孔壁粗糙钢网验收前用100倍带电源的放大镜检查钢网孔壁的抛光程度3．PAD上的镀层太厚，热风整平不良，产生凹凸不平。

要求PCB制造商改进，采用镀金、OSP等焊盘涂层工艺。

八．PCB表面沾污1．钢网底部沾有锡膏增加清洁钢网底部的次数2．印刷错误的PCB清洁不够干净重新印刷的PCB一定要清洗干净注：PCB清洗后要用风枪吹过，因为有许多肉眼看不到的锡球粘在PCB 的缝隙里.改善锡膏印刷工艺Eric Nien Hsien Wu，Henkel Technology -- Electronics 中国公司应用工程支持经理尽管SMT工艺目前已经是非常成熟的制造业工艺，但仍有很多方面可以革新，以提高工艺的先进性。

对于锡膏研发公司，生产一款能印刷小于0.4毫米间隔的细小间隙的锡膏材料是目前面临的挑战之一；而对于用户而言，在选择合适的锡膏前，理解那些和印刷性能有关的参数则非常重要，理解锡膏流变特性能帮助SMT工程师更有效地选择适合不同印刷工艺的锡膏。

背景锡膏的流变特性是一个不同于一般所指的“流动”特性。

一个典型的锡膏通常含有90%的合金颗粒和10%左右的助焊剂介质。

助焊剂介质是决定锡膏流变性的主要因素之一。

但如果只看助焊剂介质中的成分是不切实际的。

了解印刷的性能，流变性的测量可以提供部分有用的信息。

流变学（Rheology）“粘度”这个术语在不同的方面会有不同的解释，但基本的概念是量化需要“移动”流体物质所要施加的力。

流动物质可以用两个平行盘间的液体厚度来表示，当力作用在顶部盘同时保持底部盘的固定，以此来讨论流动性，用很多层移动的互相相关性来讨论流动物质的剪切效果。

但粘度的数据只能告诉我们在某些预定环境下得到的一个理论数值，例如，稳定层流状态，固定的温度，固定的剪切率等。

在不同的条件下流动物质的特性，需要通过“流变性”这个术语来解释。

锡膏在低剪切率（慢或者不流动）的环境下是粘稠的，随着流动性的增加和剪切率的增加，其粘度会逐渐变稀。

同样，在固定的剪切率下，粘度也会随着时间的增加而下降。

一旦剪切力停止，粘度就会立即回升，理论上，最终返回到初始的状态，恢复过程也许需要几个小时。

锡膏的这个特性在流变学中称为“触变性”。

然而在实际应用中，随着剪切率的增加或减少所得到的两条锡膏粘度变化的曲线并不重合，有滞后现象。

有很多方法可以生成锡膏的这种有滞后现象的粘度变化曲线。

按传感器方式分类，主要有以下三类：旋转心轴式、圆锥/平板式、螺旋套筒式。

通过采用不同的传感器，以及测量施加在被测物体上的扭矩或力，可以得到剪切率，并得到粘度的数值，从而可以绘制出该滞后曲线。

另外，由于锡膏中的锡粉颗粒不能有效地（如一般液体）进入微小的缝隙，使得圆锥/平板式测量方法不适于测量锡膏的粘度。

值得注意的是，用不同的传感器或不同型号的粘度仪所得到的数据是不可以相互比较和转换的。

换句话说，如果简单地比较产品目录上的数据，而不去校验其测试方法及操作程序，会造成粘度数据的不匹配。

例如，使用同样类型的传感器，但在不同的温度下测量相同的产品会得到不准确的粘度值。

实验数据显示，通常测量温度每上升10℃，都会造成粘度值降低15~20% 。

因此在测量时，使用相同的容器、正确的被测物体(锡膏)温度、正确的传感器以及推荐的测试方法是非常重要的。

通常来说，剪切率越高，锡膏的粘度越低，在高速印刷时可以得到更好的印刷性能。

不同颜色的点代表不同的成分，相同颜色的点代表相同的成分但流变性修改剂的含量不同。

从趋势图上可以看出，锡膏的粘度越低，在高速印刷时可以得到更好的滚动性能，这正是小尺寸PCB板组装中要求的锡膏基本性能（如手机的PCB板）。

然而高速印刷与PCB板上锡膏成形的清晰度或锡膏的塌陷没有任何关系，特别是对于细间距印刷。

有两个参数可以更好地描述锡膏的印刷性能：● 触度系数(TI)=log(A/C)● 粘度不恢复率(NRR)=((B-D)/B) x 100高触变性指数(TI)意味着锡膏在高剪切率下更容易变稀，也可以理解为在钢网上有更好的滚动性（相同的钢网开孔尺寸和相同的刮刀压力）。

低NRR（Non Recovery rate）意味着锡膏在剪切力消除后，粘度恢复的时间更短。

可以理解为锡膏在PCB板上有更好的抗冷坍塌能力。

可以看出两者在印刷表现上的差异，而两个样品的唯一差别在于使用了不同的粘度修改剂。

表2显示了粘度的滞后性，以及两者粘度之间的差异。

在实际的SMT生产评估中，样品A在细间距应用中表现了优秀的印刷性能和湿强度，而样品B具有宽广的印刷窗口和更长的钢网寿命。

在许多装配工艺中，粘度测试已经成为IQC的常规项目，粘度测试结果用来作为质量检测和工艺参考。

除了粘度以外，印刷性能还与很多因素有关。

但是正确地理解锡膏的流变性，可以帮助我们更好地调整印刷工艺。