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焊錫膏是什么?
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焊錫膏也叫錫膏,英文名solder paste,呈灰色膏體狀。它是伴隨著 SMT 應運而生的一種新型焊接材料,焊錫膏是一個復雜的體系,是由焊錫粉、助焊劑以及其它的表面活性劑、觸變劑等加以混合,形成的膏狀混合物。焊錫膏在常溫下有一定的粘性,可將電子元器件粘在既定位置,在焊接溫度下,隨著溶劑和部分添加劑的揮發(fā),將被焊元器件與印制電路焊盤焊接在一起形成永久連接。主要用于SMT行業(yè)PCB表面電阻、電容、IC等電子元器件的焊接。
02
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關(guān)于焊錫膏的分類
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1、以合金粉末的成分可分為有鉛和無鉛。
有鉛焊錫膏有相對熔點低,光潔度好的特點,它常用的合金焊料主要由錫和鉛組成,因有鉛錫膏焊接后能得到優(yōu)異的焊接可靠性,和較低的焊接溫度,錫、鉛合金錫膏被廣泛使用。
隨著2006年7月歐盟正式實施Rohs(Restriction of Hazardous Substances,全稱《關(guān)于限制在電子電氣設備中使用某些有害成分的指令》)強制性標準,規(guī)范相應材料及工藝使之更利于人體健康和環(huán)保要求,無鉛錫膏開始替代有鉛錫膏被廣泛應用到各類生產(chǎn)中。
相比有鉛錫膏,無鉛焊錫膏要求的焊接溫度更高,在焊料的成分中,主要由銀和銅來代替原來鉛的成分,它具有良好的強度、抗疲勞和塑性。在應用時要注意的是,因為此類成分系統(tǒng)能夠達到的最低熔化溫度是216~217度,在設定焊接工藝溫度曲線時要充分考慮焊接溫度。
此外,上述兩類中均有有銀無銀之分,含銀錫膏的特點是潤濕性良好,焊點牢固,能防止器件引腳銀鍍層的溶蝕,其焊接回流溫度在 170-190度之間,焊點的耐熱疲勞性要強于無銀的合金,含銀焊料多用于超高頻電路中,如衛(wèi)星、雷達接收的波導器件等電路中。
2、以合金熔點的高低可以分為高溫,中溫和低溫。
表面貼裝過程中,回流曲線的峰值溫度通常是由焊錫膏的熔點溫度、組裝基板和元件的耐熱溫度決定的。而元件的耐熱溫度與焊錫膏的熔點溫度必須匹配,不同的需求,就需要不同的溫度。合金熔點取決于合金粉末的成分及比例,高溫的熔點在 305-315 度,中溫的熔點在 217-221度,低溫的熔點是 138度。
3、以合金粉末的顆粒度可以分為6 種 IPC(國際電子工業(yè)聯(lián)接協(xié)會)TYPE。
合金粉末的顆粒度型號對應表 單位:um
合金粉末對焊錫膏的工作性能有很大的影響, 良好的合金粉末的顆粒大小應分布均勻,顆粒形狀規(guī)則,如果不能達到這些要求,在焊錫膏的使用過程中,將很有可能會影響錫膏印刷、點注以及焊接的效果,絲網(wǎng)印刷在焊錫膏的選擇時,合金粉的顆粒的平均尺寸應該不大于印刷絲網(wǎng)網(wǎng)孔尺寸的 1/3,常規(guī)電路通常選擇 3號粉,其使用率大概在60%左右。
4、以助焊劑的成分可分為免清洗,有機溶劑清洗和水基清洗。
免清洗型助焊劑是一種不含鹵化物活性劑,焊接后不需要清洗的新型助焊劑。使用這類助焊劑不但能節(jié)約對清洗設備和清洗溶劑的投入,而且還可減少廢氣和廢水的排放對環(huán)境帶來的污染,所以用免清洗型助焊劑是主流。
有機溶劑清洗和水基清洗的焊錫膏實際就是含有腐蝕性較強的活性助焊劑的焊錫膏,這種焊錫膏在使用中,SMD/SMC(表面貼裝元器件)的清洗是不可缺少的,清洗的主要作用是防止電氣缺陷的產(chǎn)生以及清除殘留的腐蝕物。
5、以焊劑的活性可分為R(非活性)、RMA(中等活性)、RA(全活性)。
非活性(R):由純松香溶解在合適的溶劑(如異丙醇、乙醇等)中組成,其中沒有活性劑,消除氧化膜的能力有限,所以要求被焊件具有非常好的可焊性。
中等活性(RMA):助焊劑中添加的活性劑有乳酸、檸檬酸、硬脂酸等有機酸以及鹽基性有機化合物。添加這些弱活性劑后,能夠促進潤濕的進行,但母材上的殘留物仍然不具有腐蝕性,除了具有高可靠性的航空、航天產(chǎn)品或細間距的表面安裝產(chǎn)品需要清洗外,一般民用消費類產(chǎn)品(如收錄機、電視機等)均不需設立清洗工序。在采用弱活性化松香時,對被焊件的可焊性也有嚴格的要求。
全活性(RA):在活性化松香助焊劑中,添加的強活性劑有鹽酸苯胺、鹽酸聯(lián)氨等鹽基性有機化合物,這種助焊劑的活性是明顯提高了,但焊接后殘留物中氯離子的腐蝕變成不可忽視的問題,所以,在電子產(chǎn)品的裝聯(lián)中一般很少應用。
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