焊锡膏的基本知识

焊錫膏的選用





焊錫膏的選用: 1.焊膏的活性可根據印刷表面清潔程度決定,對免清洗技術 來說一般選用RMA級; 2.根據不同的涂覆方式選擇不同粘度的焊膏,粘度一般為100 -300Pa.s,且焊膏與焊盤的粘結力應大於焊膏與絲綢間的 粘結力; 3.精細間距印刷時選用球形細粒度焊膏,間距<0.5mm時,焊膏 顆粒尺寸應在20-38um之間; 4.良好的可印刷性; 5.印刷后塌邊的小且放置時間長; 6.雙面焊接時,保証第一面焊膏的溶點比第二面高30-40℃, 以防止焊第二面時,第一面已焊元件脫落; 7.對免清洗藝,要用不含有氯離子或其它強腐蝕性的焊膏.
成本最低 周转最快 提供完美的工艺定位 没有几何形状的限制 改进锡膏的释放 纵横比1：1
形成刀锋或沙漏形状 纵横比1.5：1 要涉及一个感光工具 电镀工艺不均匀失去 密封效果 密封块可能会去掉
电铸成行模板
激光切割模板
直接从客户的原始Gerber 数据产生，在作必要修改 后传送到激光机，由激光 光束进行切割
焊锡膏的基本知识
屏蔽来源 请勿作为商业用途
----关于焊錫膏的介绍
目 录
1.锡膏的主要成分 2.目前SMT使用錫膏簡介 3.锡膏丝印缺陷分析 4.模板(Stencil)材料性能的比较: 5.模板(Stencil)制造技术 6.无铅锡膏熔化温度范围 7.无铅焊接的问题和影响
锡膏的主要成分
Solder (又叫锡膏） 经验公式：三球定律 至少有三个最大直径的锡珠能垂直排在模板的厚度方向上 至少有三个最大直径的锡珠能水平排在模板的最小孔的宽度方向上 单位： 锡珠使用米制（Micron)度量，而模板厚度工业标准是美国的专用 单位Thou.(1m=1*10-3mm,1thou=1*10-3inches,25mm>>1thou) 判断锡膏具有正确粘度的一种经济和实际的方法： 搅拌锡膏30秒，挑起一些高出容器三，四英寸，锡膏自行下滴， 如果开始时象稠的糖浆一样滑落，然后分段断裂落下到容器内 为良好。反之，粘度较差。
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增加金属含量百分比。 增加锡膏粘度。 调整环境温度。 调整锡膏印刷的参数。
在SMT中使用无铅焊料：
在前几个世纪，人们逐渐从 医学和化学上认识到了铅（PB） 的毒性。而被限制使用。现在电 子装配业面临同样的问题，人们 关心的是：焊料合金中的铅是否 真正的威胁到人们的健康以及环 境的安全。答案不明确，但无铅 焊料已经在使用。欧洲委员会初 步计划在2004年或2008年强制执行。目前尚待批准，但是电子装配业还是 要为将来的变化作准备。


清洗與免洗
清洗與免洗: 當殘留物有害時,必須清洗.所謂有害是指: ＃ 危害在使用中焊接或電路的可靠性 ＃ 妨礙隨后的工藝步驟 ＃ 外(美)觀上不能接受 清洗或不洗取決於目標可靠性、工藝及工藝、以及期望的外觀
清洗原理: 殘留物與板面之間,是以何種機理作用產生附著作用的.若根 本沒有固著作用時,則就很容易加以清洗了. 助焊劑殘渣、錫球以及膠帶的殘膠等污染物與板面之間的固 著作用有數種機理存在,但清除的途徑必定要使其“附著鍵”
• 消除溶剂逸失的条件(如降低室温、
• 5.粘着力不足
POOR TACK RETENTION 环境温度高风速大,造成锡膏中 溶剂逸失太多,以及锡粉粒度太 大的问题.
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减少吹风等）。 降低金属含量的百分比。 降低锡膏粘度。 降低锡膏粒度。 调整锡膏粒度的分配。
锡膏丝印缺陷分析:
问题及原因
结 论
为了达到良好的印刷结果，必须有正确的锡膏材料(黏度、金属含量、最 大粉末尺寸和尽可能最低的助焊剂活性)、正确的工具(印刷机、模板和刮刀) 和正确的工艺过程(良好的定位、清洁拭擦)的结合,即使是最好的锡膏、设备 和应用方法，也不一定充分保证得到可接受的结果。使用者必须控制工艺过 程和设备变量，以达到良好的印刷品质。”
无铅焊接的问题和影响：
无铅焊接的问题 生产成本 元件和基板方面的开发 回流炉的性能问题 生产线上的品质标准 无铅焊料的应用问题 无铅焊料开发种类问题 无铅焊料对焊料的可靠性问题
无铅焊接的影响
最低成本超出45%左右
高出传统焊料摄氏40度 焊接温度提升 品质标准受到影响 稀有金属供应受限制 无铅焊料开发标准不统一 焊点的寿命缺乏足够的实验证明
不 锈 钢 极高 极好 不吸水 30-500 极佳 极佳 差(0.1%) 2万 40-60% 差 细 高
尼 龙 中等 好 24% 16-400 差 中等 极佳（2%） 4万 20-24% 好 较粗 低
锡膏丝印缺陷分析:
问题及原因
• 搭锡BRIDGING 锡粉量少、粘度低、粒度大、室 温度、印膏太厚、放置压力太大 等。（通常当两焊垫之间有少许 印膏搭连，于高温熔焊时常会被 各垫上的主锡体所拉回去，一旦 无法拉回，将造成短路或锡球， 对细密间距都很危险）。
焊膏的保存

焊膏的保存:
焊膏應在2-10℃的低溫下保存,溫度過高或 過低都會引起 焊膏變質; 水洗錫膏保存期為三個月 免洗錫膏的選用



焊錫合金

隨
焊錫合金: 1.電子應用方面超過90%的是: Sn63/Pb37 Sn62/Pb36/Ag2或Sn60/ Pb40 2%的銀合
錫膏的印刷

錫膏的印刷: 1.模板的制作: a.模板的組成 b.網板的刻制 c.絲網的各部份參數與焊膏印刷的關系 (1)開孔的外形尺寸 (2)網板的厚度 (3)網板開孔的方向 2.錫膏印刷應注意的幾個問題: a.模板與印制板的對位 b.根據具體情況調整好以下各項參數 c.溫度和濕度對錫膏的影響 d.刮刀速度對印刷焊膏的影響

焊膏的分類

:

1.合金熔點: 根據焊接溫度不同,可選擇不同溶點的焊錫膏.對表面貼裝 來說,焊膏的熔點一般為179-183℃ 2.助焊劑活性: 無活性(R);中等活性(RMA);活性(RA);超活性(R) 3.焊膏的粘性: 根據工藝手段的不同來選擇 4.清洗方式: 溶劑清洗,水清洗和免清洗,免清洗是當今電子行業發展 的方向℃
42Sn/58Bi
91Sn/9Zn 93.5Sn/3Sb/2Bi/1.5Cu 95.5Sn/3.5Ag/1Zn 93.3Sn/3.1Ag/3.1Bi/0.5Cu 99.3Sn/0.7Cu 95Sn/5Sb 65Sn/25Ag/10Sb 96.5Sn/3.5Ag 97Sn/2Cu/0.8Sb/0.2Ag
错误减少 消除位置不正机会 纵横比1：1
激光光束产生பைடு நூலகம்属熔渣 造成孔壁粗糙
Screen Printer
模板(Stencil)材料性能的比较:
材 质 聚 脂 高 好 0.4% 60-390 中等 中等 佳（2%） 4万 10-14% 好 粗 中
性
能
抗拉强度 耐化学性 吸 水 率 网目范围 尺寸稳定性 耐磨性能 弹性及延伸率 连续印次数 破坏点延伸率 油量控制 纤维粗细 价 格
• • • • • • • • •
对
策
提高锡膏中金属成份比例（提高到88 %以上）。 增加锡膏的粘度（70万 CPS以上） 减小锡粉的粒度（例如由200目降到 300目） 降低环境的温度（降至27OC以下） 降低所印锡膏的厚度（降至架空高度 SNAP-OFF，减低刮刀压力及速度） 加强印膏的精准度。 调整印膏的各种施工参数。 减轻零件放置所施加的压力。 调整预热及熔焊的温度曲线。
第三步：在锡膏刮不干净开始到挂班沉入丝孔内挖出锡膏之间 有1-2kg的可接受范围即可达到好的印制效果。
Squeegee的硬度范围用颜色代号来区分： very soft 红色 soft 绿色 hard 蓝色 very hard 白色
Screen Printer
Stencil (又叫模板）： Stencil的梯形开口




先

行減弱,接著才能再加把勁予以除云.
目前SMT使用錫膏(NC-SMQ230)簡介：
Screen Printer
Squeegee的压力设定： 第一步：在每50mm的Squeegee长度上施加1kg的压力。 第二步：减少压力直到锡膏开始留在模板上刮不干净，在增加 1kg的压力
在表面贴装装配的回流焊接中，锡膏用于表面贴装元件的引脚或端子与 焊盘之间的连接。有许多变量，如锡膏、丝印机、锡膏应用方法和印刷工艺 过程。在印刷锡膏的过程中，基板放在工作台上，机械地或真空夹紧定位， 用定位销或视觉来对准。或者丝网(screen)或者模板(stencil)用于锡膏印刷。本 文将着重讨论几个关键的锡膏印刷问题，如模板设计和印刷工艺过程.
锡膏的主要成分： 成 分 焊料合 金粉末 主 要 材 料 Sn/Pb Sn/Pb/Ag 松香，甘油硬脂酸脂 盐酸，联氨，三乙醇酸 松香，松香脂，聚丁烯 丙三醇，乙二醇 作 用 SMD与电路的连接
活化剂
助 增粘剂
金属表面的净化
净化金属表面，与SMD保 持粘性 对焊膏特性的适应性
焊
溶 剂 剂 摇溶性 附加剂
• 6.坍塌
SLUMPING 原因与“搭桥”相似。
•
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对 策 增加锡膏中的金属含量百分 比。 增加锡膏粘度。 降低锡膏粒度。 降低环境温度。 减少印膏的厚度。 减轻零件放置所施加的压力。
• 7.模糊
SMEARING 形成的原因与搭桥或坍塌 很 类似，但印刷施工不善的原因 居多，如压力太大、架空高度 不足等。
Castor石腊（腊乳化液） 防离散，塌边等焊接不良 软膏基剂
錫膏的基本成份

錫膏的組成: ※ 合金焊料粉末 ※ 粘結劑(樹脂) ※ 溶劑 ※ 活性劑 ※ 添加劑





錫膏的基本成份

粉粒分布(配)選擇: 粉粒等級 綢眼大小 顆粒大小 IPC TYPE2 -200/+325 45-75微米 IPC TYPE3 -325/+500 25-45微米 IPC TYPE4 -400/+635 20-38微米 2型用於標准的SMT,間距為50mil,當間距小到30mil時,必 須用3型焊膏 3型用於小間距技術(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)

著含銀引腳和基底應用而增加. 銀合金通常用於錫鉛合金產生弱粘合的場合. 2.其它合金 Sn43/Pb43/Bi14 Sn42/Bi58 低溫運用 Sn96/Ag4 Sn95/Sb5 高溫 無鉛 高張力 Sn10/Pb90 Sn10/Pb88/Ag2 Sn5/Pb93.5/Ag1.5 高溫 高張力 低價值
原因与“搭桥”相似.
• 减少所印之锡膏厚度 • 提升印着的精准度. • 调整锡膏印刷的参数.
锡膏丝印缺陷分析:
问题及原因
• 4.膏量不足
对
策
• 增加印膏厚度,如改变网布或板膜
等. INSUFFICIENT PASTE 常在钢板印刷时发生,可能是网 • 提升印着的精准度. 布的丝径太粗,板膜太薄等原因. • 调整锡膏印刷的参数.
无铅锡膏熔化温度范围：
无铅焊锡化学成份
48Sn/52In
熔点范围
118°C 共熔 138°C 共熔 199°C 共熔 218°C 共熔 218~221°C 209°~ 212°C 227°C 232~240°C 233°C 221°C 共熔 226~228°C
说
明
低熔点、昂贵、强度低 已制定、Bi的可利用关注 渣多、潜在腐蚀性 高强度、很好的温度疲劳特性 高强度、好的温度疲劳特性 高强度、好的温度疲劳特性 高强度、高熔点 好的剪切强度和温度疲劳特性 摩托罗拉专利、高强度 高强度、高熔点 高熔点
PCB
Stencil 激光切割模板和电铸成行模板 Stencil的刀锋形开口 PCB Stencil 化学蚀刻模板
Screen Printer
模板(Stencil)制造技术:
模板制造技术 简 介 优 点
缺
点
化学蚀刻模板
在金属箔上涂抗蚀保护剂 用销钉定位感光工具将图 形曝光在金属箔两面，然 后使用双面工艺同时从两 面腐蚀金属箔 通过在一个要形成开孔的 基板上显影刻胶，然后逐 个原子，逐层地在光刻胶 周围电镀出模板
锡膏丝印缺陷分析:
问题及原因
• 2.发生皮层 CURSTING
对
策
• 避免将锡膏暴露于湿气中. 由于锡膏助焊剂中的活化剂太强, • 降低锡膏中的助焊剂的活性. 环境温度太高及铅量太多时,会 • 降低金属中的铅含量.
造成粒子外层上的氧化层被剥落 所致.
• 3.膏量太多 EXCESSIVE PASTE