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1、1,焊锡膏及其使用,9/5/2018,2,概 要,锡膏成分简述（5分钟）锡膏的主要参数（30分钟）锡膏品质（10分钟）锡膏的使用（15分钟）一般SMT不良的对策（15分钟） 综述&讨论（ ? 分钟）,9/5/2018,3,锡膏成分简述-1,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。,锡膏的定义,9/5/2018,4,锡膏成分简述-2,10助焊膏和90锡粉的重量比,9/5/2018,5,锡膏成分简述-3,50助焊膏与50锡粉的体积比,9/5/2018,6,锡膏的主要参数,合金类型锡粉颗
2、粒助焊剂类型(残余物的去除)使用方法（包装）,9/5/2018,7,锡膏的主要参数1a,合金参数,温度范围a 固相b 液相基质兼容性焊接强度（结合力）,9/5/2018,8,锡膏的主要参数1b,锡铅合金的二元金相图,A 共熔组成在Pb37/Sn63合金,此是固态与 液态 直来直往的,无浆状存在，且熔点低在183C。B 纯铅的MP为327C，纯锡2320C，当形成合金时，则其MP下降以共晶点为最低。,9/5/2018,9,锡膏的主要参数1c,常用合金,电子应用方面超过90%的是：Sn63/Pb37 、Sn62/Pb36/Ag2 、或 Sn60/Pb402%的银合金随含Ag引脚和焊垫应用的增加而增
3、加。银合金常用于锡铅合金产生弱粘合的场合,9/5/2018,10,锡膏的主要参数1d,其它应用合金,Sn43/Pb43/Bi14 低温应用 Sn42/Bi58Sn96/Ag4 高温、无铅、高张力 Sn95/Sb5 Sn95.5/Ag4/Cu0.5Sn10/Pb90 Sn10/Pb88/Ag2 高温、高张力、低价值 Sn5/Pb93.5/Ag1.5,9/5/2018,11,锡膏的主要参数1e,各合金参数表,9/5/2018,12,锡膏的主要参数2,锡粉参数,锡粉颗粒直径大小颗粒形状大小分布氧化比率,9/5/2018,13,锡膏的主要参数2a,锡粉颗粒直径大小,电镜扫描 IPC J-STD-006
4、 定义球形锡粉的直径尺寸是长宽比率小于1.5倍,Optimum,9/5/2018,14,锡膏的主要参数2a1,粉粒等级 网眼大小 颗粒大小IPC TYPE 2 -200+325 45-75 微米 IPC TYPE 3 -325+500 25-45微米 IPC TYPE 4 -400+635 20-38微米2型用于标准的SMT，间距为50mil，当间距小到30mil时，必须用3型焊膏3型用于小间距技术（30mil-15mil）,在间距为15mil或更小时，要用4型焊膏这即是UFPT（极小间距技术）,9/5/2018,15,锡膏的主要参数2b,颗粒形状,Good Poor,9/5/2018,16,
5、锡膏的主要参数2c,大小分布 Type 3 (25-45m),9/5/2018,17,锡膏的主要参数2c1,大小分布 Type 4 (20-38m),9/5/2018,18,锡膏的主要参数2c2,Mesh,9/5/2018,19,锡膏的主要参数2c3,Mesh Concept,9/5/2018,20,锡膏的主要参数2d1,氧化比率,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 0.17%,9/5/2018,21,锡膏的主要参数2d2,氧化比率,9/5/2018,22,锡膏的主要参数2da,科利泰锡粉,9/5/2018,23,锡膏的主要参数2db,
6、9/5/2018,24,Solder Ball Test Result,9/5/2018,25,锡膏的主要参数3a,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,9/5/2018,26,锡膏的主要参数3b,助焊膏类型,免洗（NC）水洗（WS或OA）中等活性松香（RMA）活性松香型（RA）,目前在电子制造业方面，免洗和水洗型焊锡膏占有率超过90%,9/5/2018,27,锡膏的主要参数3c,各类型之成分比较,RA和RMA 配方是相似的。然而，RA 含有卤化物活性剂。水溶性助焊剂含有高的活化剂。免洗类似于RA、RMA，除
7、在松香树脂含量上不同。其它成份是表面活化剂、增稠剂、增韧剂等,9/5/2018,28,松香的化学结构,松 香 （脂） 酸,包含活性机能、有机物组成份-COOH，-NH2，-NHR，-NR2,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,COOH,9/5/2018,29,锡膏的主要参数3d,焊膏添加剂,卤化物：去除铜面氧化物（活化剂）中性有机酸：活化锡铅表面（活化剂）胺类：活化银表面（活化剂）有机酸：高温下配合FLUX除污（活化剂）氯化物：活性强过RMA（活化剂）溶剂：溶解固化物、活性剂，需有挥发性（坍塌、空洞、危害人体）黏度改质剂（触变剂）：印刷成型润湿剂：So
8、lder Paste与PAD间的易接触，便于残渣清洗增黏剂：保持贴片后REFLOW前的黏性防氧化剂：防锡粉氧化，属酚类表面活剂：降低焊剂的表面张力，增加焊剂对焊粉和焊垫的亲润性其它添加剂：锡膏制造商的专利,9/5/2018,30,锡膏的主要参数4a,包装方式,9/5/2018,31,锡膏的主要参数4b,包装方式,9/5/2018,32,锡膏的品质测试a,铜镜测试：测助焊剂腐蚀性的强弱，敷在长方形的玻璃（专制）230C20C 50%5%RH。铬酸银试：测氯化物或溴化物的存在，白色或淡黄色表示有，如有胺类影响需先以PH试纸测验PH3。金属含量：IPC-SP-819规定75-92%误差1%内。称熔融
9、前后的重量。黏度测试：Brookfield及Malcolm测量计测量。单位centipoise(CPS)。深度5cm250C0.250C回温4HS。Brookfield转速5RPM旋浆下沉2.8cm转10分钟，取最后两个的平均值。,9/5/2018,33,锡膏的品质测试b,坍塌测试： 测在室温中及在熔焊中，印着形态的保持。印在毛玻璃上3个直径0.65cm,厚度0.25mm两块，分别置于25C5C，50%RH50-70分钟及5-10分钟后置于100C5C，102分钟，不可增大原形的10（IPC-SP-819）。锡球测试：检查锡膏熔焊后能否形成一个大球体而不夹杂小球体或碎叶。坍塌试验后的板在20秒
10、内熔化，以20-30倍放大镜，中央主球体直径大于90mil(2.3mm),小球径70。,9/5/2018,34,锡膏生产流程,9/5/2018,35,Test for Tack,Utilize standard Malcolm TK-1 Tackiness Tester with IPC Insertion Point,9/5/2018,36,Tack Test Result,9/5/2018,37,Tack Result Chart,9/5/2018,38,Tack Result Chart,No Clean A Type 3,No Clean A Type 4,9/5/2018,39,Ta
11、ck Result Chart,No Clean B Type 3,No Clean B Type 4,9/5/2018,40,Tack Result Chart,Water Soluble A Type 3,Water Soluble A Type 4,9/5/2018,41,Tack Result Chart,Water Soluble B Type 3,Water Soluble B Type 4,9/5/2018,42,锡膏使用,使用的建议,环境的温、湿度：最佳温度：22-24oC 最佳湿度： 45-65%RH温度增高，黏度减低 湿度减低，焊膏变干温度减低，黏度增大 湿度增加，焊膏起化
12、学反应,9/5/2018,43,锡膏使用,使用建议,1、保证在各种模式下正确使用锡膏-检查锡膏的类型、合金类型和网目类型-不同的焊膏适用于不同的应用模式或生产 2、锡膏从冰箱拿出解冻到室温最少需要4个小时，在存储期间，锡膏不可低于0度-避免结晶 -保证锡膏到可使用的条件-预防锡膏结块-不过在解冻后，使用过的和未使用的焊膏都可以恢复它本来的性能。(备注：参照后面锡膏存储寿命) 3、在使用之前，要完全、轻轻地搅拌锡膏，通常是1分钟-使锡膏均匀 4、在使用时的任何时候，只保证只有1瓶锡膏开着-在生产的所有时间里，保证使用的是新鲜锡膏 5、对开过盖的和残留下来的锡膏，在不使用时，内、外盖一定是紧紧盖着
13、的。-预防锡膏变干和氧化，延长在使用过程中锡膏的自身寿命 6、在使用锡膏时，实行“先进先出”的工作程序。-使用锡膏一直处于最佳性能状态 7、确保锡膏在印刷时是“热狗”式滚动，“热狗”的厚度约等于1/2到3/4个金属刮刀的高度。-监测锡膏粘度的指导方法-正确的滚动可以确保焊膏漂亮的印刷到钢网的开口处 8、印有锡膏的PCB，为保证锡膏的最佳焊接品质,在1个小时内流到下一个工序-防止锡膏变干和粘度减少,9/5/2018,44,锡膏使用,储存,建议储藏2-18oC之间自生产日期起免洗-6个月 & 水洗-3个月 不要把储存温度放在0度以下，这样在解冻上会危及锡膏的流变特征。,9/5/2018,45,锡膏
14、使用b,使用,9、在锡膏不用超过1个小时,为保持锡膏最佳状态，锡膏不要留在钢网上。-预防锡膏变干和不必要的钢网堵孔10、尽量不要把新鲜锡膏和用过的锡膏放入同一个瓶子。当要从钢网收掉锡膏时，要换另一个空瓶来装。-防止新鲜锡膏被旧锡膏污染 -对于使用过的锡膏的保存方法，参见前面的“储存”程序；-重新使用旧锡膏的方法，参见本章节的步骤1-4 ；11、建议新、旧锡膏混合使用时，用1/4的旧锡膏与3/4的新鲜锡膏均匀搅拌在一起。-保持新、旧锡膏在混合在一起时都处于最佳状态锡膏存储寿命环境： 18-28RH ： 30-60 i)未开盖建议未开盖的锡膏在上面所说的环境下最长放置的寿命：a) 免洗：5-7天b
15、) 水洗：2-3天 ii)开盖（但未用）当把外盖打开，就不再是密封环境了。取出内盖，再把内盖和外盖都放回去。这样做的话，寿命为：a) 免洗：1-2天b) 水洗：-1天 iii)开盖（已使用）焊膏已在钢网上印刷。这要参照锡膏在钢网上的寿命：a) 免洗：8-12小时b) 水洗：4-6小时,9/5/2018,46,一般SMT不良a,印刷,粘著力不足（粘度） 环境温度高、风速大、造成锡膏中溶剂遗失太多，以及锡粉粒度太大等的问题。坍塌 原因与“搭桥”类似模糊 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。,2018/9/59/5/2018,47,一般SMT不良,印刷,搭桥（连锡） 锡粉量少、黏度低、粒度大、室温度、印膏太厚度、放置压力过大。发生皮屑 焊膏助焊剂中的活化剂太强，环境温度太高及铅量太多时，会造成粒子外层 上的氧化亮被剥脱所致。膏量太多 原因与“搭桥”类似膏量不足 常在钢板印刷时发生，可能是网布的丝径太粗，版膜太薄等原因。,
