焊锡技术之SMT焊膏质量与测试

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1、焊锡技术之SMT焊膏质量与测试焊膏是由合金焊粉、焊剂载体等构成的膏状稳定混合物。在表面安装技术中起到粘固元件，增进焊料润湿，清除氧化物、硫化物、微量杂质和吸附层，保护表面避免再次氧化，形成牢固的冶金结合等作用。焊膏印刷是SMT的第一道工序，它影响着后续的贴片、再流焊、清洗、测试等工艺，并直接决定着产品的可靠性。据记录，电子产品72的缺陷和失效与焊膏有关，因而焊膏的性能对于SMT来说是至关重要的。随着细间距(FPT)、球栅阵列(BGA)、免清洗（NC）、0201等技术的迅速发展，以及有关法规对某些损害环境和健康的材料的限制或者严禁，对焊膏的成分与性能规定越来越高。在市场、环保、法律因素的约束和推

2、动下，国内外的多种组织、科研机构和公司对焊膏的研究与开发日益进一步。2合金焊粉焊粉的核心性能参数有形状、尺寸分布和含氧量，而这些又取决于制粉技术。其制造措施重要有雾化法（如离心雾化、超声雾化、多级快冷等）和化学电解沉积两类措施1。我们采用了简易的流体真空喷雾法，其基本原理是：在真空条件下，用感应加热熔融Sn63Pb37合金焊料棒，然后将金属液流用高速高压的喷射氮气击碎而雾化为细小的金属液滴，然后在冷却媒质中迅速冷却凝固成为粉末，最后进行分级和收集。雾化法冷却速度极快，大幅度减小了合金成分偏析，增长了合金固溶能力，成形粉末均匀细小。由于采用保护氛围，含氧量低。这种措施还具有球形率高、尺寸分布范畴

3、小、污染小等长处。不同措施制备的焊粉形貌如图1(a)至(e)所示。图1(a)中焊粉呈疏松多孔的海绵状，不能使用。焊粉形状最佳是球形或者类球形，如图1(f)2。球形焊粉的比表面小，能量低，在制造、存储和印刷中不易氧化，并且印刷时不会堵塞网孔。焊粉的氧化会导致可焊性差、桥接、焊锡球等缺陷。图1(b)中焊粉尺寸分布不均，球与球之间有粘接，形状不规则，并且球的表面不光滑，有“小卫星”颗粒和孔洞，见图1(d)，也不能使用。球的表面缺陷会导致在焊接过程中受热升温速度不一致、孔洞中残留气体、焊料飞溅形成焊珠等焊接问题。由Stokes公式F=6(a(v（F是半径为a的球形颗粒以速度v在黏性为(的介质中运动所受

4、的力）可知，尺寸分布的变化直接影响着焊膏的粘性、流变性能，继而影响到印刷质量。图1(c)为比较规则的球形焊粉，但还是有某些粘连。图1(e)是规则焊粉表面形貌，其中黑色的为富锡相，而亮区为富铅相。图1(f)则为AMT公司的-325/+500目的规则球形焊粉。SMT焊膏常用的焊粉为光滑球形，尺寸分布为2075微米，氧含量低于0.3。3焊剂载体免清洗规定焊剂载体保持老式焊膏功能外，还要具有挥发性好、焊后残留物少、无腐蚀、薄膜坚硬呈惰性等特点。焊剂载体在焊膏中的比重一般为1020，体积比例为5060。作为焊粉载体，它起到结合剂、助熔剂、流变控制剂和悬浮剂等作用。它由成膜物质、溶剂、活化剂（表面活性剂、

5、催化剂）、缓蚀剂、稳定剂、抗氧化剂、触变剂等构成。为了达到免清洗效果，建议固形物、溶剂、活性剂分别占焊剂载体的25、50、10左右。固形物采用热固性树脂以及人造合成树脂，焊后在焊点表面形成坚硬而透明的薄膜。一般应采用多元醇类的混合物作为溶剂，建议选用高（约230）低（约160）沸点、高（301000cps）低（320cps）粘度的醇类调配成一定的粘性溶剂，使之在一种较宽的温度范畴内具有相应的挥发速度，且150220之间挥发应由慢到快。对于低沸点醇，由于挥发性较好，容易导致焊膏发干失去粘性，使工作寿命缩短；而高沸点醇有增稠和“保湿”作用，可改善工作寿命和印刷性能，但是容易吸湿，挥发也不彻底。活性

6、剂使用有机弱酸而不使用老式的含卤素的活性剂，以达到焊后腐蚀性小的特点。为了弥补活性局限性，可使用分子构造带有烷基和羟基的二元羧酸。对焊剂载体质量占9的焊膏进行的热分析(图2)发现：在100150之间挥发不久，在212附近也有较大的挥发。表白在预热区(125150)和焊接区其不同组分分别起到了清洗和活化被焊表面的作用，然后挥发，符合工业中典型的再流焊温度工艺曲线规定。而到220时，重量比例只有95，残留物较少，且呈一层坚硬透明的薄膜，不必清洗。4基本性能测试4.1粘度及其特性焊膏的粘度重要与其中的粉末含量、粉末尺寸、焊剂粘度有关3(见表1)，对粘度的规定随应用措施的不同而异。粘度太高，会粘连网孔

7、；太低无法保形且无法粘固元器件。焊膏是一种假塑性流体，有触变性。其粘度随时间、温度、剪切强度等因素而发生变化。根据IPC-TM-650（2.4.34）测试措施，在25(1下，采用NDJ-7型旋转式粘度计以7.5转/分钟持续旋转2分钟，稳定后读数，几种常用进口焊膏的粘度都在600730Pa.s范畴内，适合于模板印刷。由于焊剂载体物质具有诸多羟基、烷基、以及羧基，因此氢键很重，通过加入一定量的氢化蓖麻油在搅拌和剪切时破坏氢键，可达到图3的触变性4（切变变稀）效果。一般将触变剂控制在7左右，以便于搅拌、漏印、流平、抗塌落和粘固元件。4.2塌落焊膏印刷后，在一定温度和湿度条件下，由于重力和表面张力的作

8、用，导致图形塌落并从最初边界向外界扩展。这种塌落会引起焊膏的流溢，导致焊接过程中的引脚间桥接缺陷。根据IPC-TM-650（2.4.35）采用IPC-A-21图案，进行了冷塌和热塌实验。在25(5、RH(50(10)%环境中停留10分钟的塌落情形见图4(a)。然后在150(10金属热板上放置10分钟，其塌落见图4(b)。图4(a)只有边距为0.06mm的相邻图形之间，图4(b)只有0.06mm和0.10mm之间发生桥连，表白抗冷塌和热塌性能良好，重要是选用了热固性树脂和表面张力比较大的醇类的因素。4.3细间距印刷细间距印刷规定焊粉尺寸分布为2036微米，否则影响均匀性和辨别率，甚至堵塞网孔；同

9、步要有较好的保形性，避免流溢、塌落等发生。图5是间距为0.4mm，厚度0.2mm的印刷图形。图5(a)是刚刚印刷后的扫描图形，图5(b)是图5(a)在150保持10分钟的情形。两者均匀完整、辨别率较好，没有铺散、桥联等现象。4.4焊锡球焊锡球的形成与焊粉氧化、焊剂活性、焊粉尺寸均匀性、焊膏吸湿性、杂质等密切有关。图6是按照IPC-TM-650（2.4.43）测试的焊料球成果。其中图6(a)是在不润湿陶瓷基片上刚刚印刷的扫描图形；图6(b)是免洗焊膏是在208保持20秒钟的情形。因表面张力和焊剂载体与焊粉间的润湿作用“缩回”效果好，因此颜色浅；图6(c)是一般焊膏的相应情形，残留较多，因而颜色较

10、深；图6(d)的状况则完全不合格，重要是在空气中放置了6小时，因挥发和吸湿导致了大颗粒焊珠的形成。5结语总之，焊膏看似一般平常，在电子封装工业中却起着举足轻重的作用。设计、制备、应用以及管理人员应当加以充足的注重。开发研制新型优质的焊膏、积极优化质量与工艺，对国内的电子组装工业有积极的意义一般型松香芯焊锡丝深圳市同创时代焊锡科技有限公司产品名称：一般型松香芯焊锡丝我司的松香芯焊锡丝采用高技术含量的最新型复合配合助焊剂，由最先进的自动设备生产，近年来为适应电子工业发展的复杂化、精密化趋势，我司成功开发了几种品质优良的新品种。焊锡丝的特性： 熔融迅速，湿润性、扩展性极佳； 不断芯、不溅弹、无臭味；

11、 焊点饱满、光亮、牢固可靠； 外观干净、光亮、捐线整洁。 线径：0.4- 3mm分为焊剂芯焊料丝和树脂芯焊料两大类。树脂芯焊料又分为非活化型(AA),轻活化径（A）、活化型（B）三类。焊剂占焊料总量的1.5-3塑料轱辘上绕成卷，每卷净重分别为0.5kg、1kg、2kg、5kg。5mm以上焊丝捆扎成筒。塑料袋封口，木箱包装，每箱净重10kg。 同创焊锡锡线作者：佚名来源：本站原创点击数： 71更新时间：05月14日锡焊料通过电解提纯和特殊的熔制精炼工序之后，极大地除去了焊锡中的微细氧化物夹杂，并在焊锡中加入了微量的抗氧化元素，保证焊锡制品具有极佳的品质。 一般焊料涉及：树脂锡线，实芯焊锡线，三芯

12、锡线，水溶性锡线，不锈钢锡线，镀镍及焊铝等多种产品供广大客户选择。焊锡线有如下的长处：可焊性好，润湿时间短；线内松香分布均匀，持续性好，焊锡时松香飞溅少；无恶臭味，无毒害健康之气味，烟雾少水洗型焊锡丝 焊锡丝深圳市同创时代焊锡科技有限公司作者：佚名来源：本站原创点击数： 17更新时间：07月27日水洗型焊锡丝焊锡丝深圳市同创时代焊锡科技有限公司产品名称：水洗型焊锡丝焊锡丝的特性： 熔融迅速，湿润性、扩展性极佳； 不断芯、不溅弹、无臭味； 焊点饱满、光亮、牢固可靠； 外观干净、光亮、捐线整洁。焊锡丝的种类： 一般型松香芯焊锡丝 免洗型松香芯焊锡丝 焊不锈钢焊锡丝 焊铝用焊锡丝 焊镍用焊锡丝 水洗

13、型焊锡丝 含银焊锡丝 无铅焊锡丝 线径：0.5- 3mm分为焊剂芯焊料丝和树脂芯焊料两大类。树脂芯焊料又分为非活化型(AA),轻活化径（A）、活化型（B）三类。焊剂占焊料总量的1.5-3塑料轱辘上绕成卷，每卷净重分别为0.5kg、1kg、2kg、5kg。5mm以上焊丝捆扎成筒。塑料袋封口，木箱包装，每箱净重10kg。无铅含银焊锡丝深圳市同创时代焊锡科技有限公司作者：佚名来源：本站原创点击数： 19更新时间：07月27无铅含银焊锡丝深圳市同创时代焊锡科技有限公司产品名称：无铅含银焊锡丝产地不同，锡铅原料的杂质构成也不同。因此，规定制造商可以严格挑选原料供应商，以保证获取高品质的原料。此外，在焊锡

14、合金生产过程中，个厂商生产技术工艺不同，同样也会对焊料品质导致影响。我公司精心挑选原料供应商，采用我公司专有的生产技术和工艺进行生产，以保证生产出最佳品质的焊料。我公司生产的焊锡不仅符合美国工业原则QQS571E、德国工业原则DIN1707、日本工业原则JIS-Z3282和中国国标GB/T8012-A-。各国工业原则锡 Sn铅 Pb锑 Sb铜 Cu铋 Bi砷 As铁 Fe锌 Zn铝 Al镉 Cd美国工业原则QQS571E62.563.5余量0.50.080.250.030.020.0050.0050.001德国工业原则DIN170762.563.5余量0.120.050.100.010.020.0020.0020.002日本JIS-Z328262.563.5余量0.30.050.050.030.030.0050.0050.005中国国标GB/T8012-A-62.563.5余量0.0120.020.020.010.010.0010.0010.001日 含铜焊锡丝深圳市同创时代焊锡科技有限公司作者：佚名来源：本站原创点击数： 17更新时间：07月27日 无铅含铜焊锡丝深圳市同创时代焊锡科技有限公司产地不同，锡铅原料的杂质构成也不同。因此，规定制造商可以严格挑选原料供应商，以保证获取高品质的原料。此外，在焊锡合金生产过程中，个厂商生产技术工艺不同，同样也会对焊料品质导致影响。