
錫膏主要由金屬粉未、助焊劑均勻混合組成.根據用途不同,金屬粉未通長由錫(Sn)、鉛(Pb)銀錫膏主要由金(Ag)、銅(Cu)、銦(In)等兩種或兩種以上的金屬組成的混合物,金屬粉未的細度通長在20um~75um之間.金屬粉未是錫膏中的主要成份,也是裝聯焊接后的存留物.金屬顆粒占整個錫膏體積的50%,約占錫膏總質量的90%左右.助焊劑是金屬粉未的載體,它由活性劑、松香、溶劑、觸變劑和懸浮劑等組成,其作用是:活性劑:去除金屬表面的氧化物松香: 1)清除焊盤與錫膏本身的氧化層2)保護焊接后的合金不再氧化3)減少焊接中焊料表面的張力,促進焊料的潤濕和擴散.溶劑:溶解錫膏中的固形成份,給錫膏帶來流動性.觸變劑:防止錫粉顆粒的分部,提高錫膏的印刷性,可降低錫膏印刷時的粘度. 高可靠性錫膏成份與特性的分類
2.錫膏的使用注意事項 在印刷過程中對錫膏的選用是很重要的環節,選擇錫膏應注意以下幾點:2.1錫膏的金屬成份和含量根據工藝的要求和零件能承受的溫度來選擇不同熔點的錫膏,錫膏的熔點由合金成份來決定.對于smt來說,一般選擇Sn63、Sn62、Sn60的合金,它的熔點在179~184之℃間.目前我們使用的錫膏主要是Sn63/Pb37合金,這種合金較大的優點就是共晶.在溫度達到183℃時,會毫不拖泥帶水的成為液態錫,中間不存在固液態共存的現像.可有效的減少兩端焊錫拉力失衡現像.錫膏中金屬含量決定焊接合金的尺寸.隨著金屬含量的增加.焊接合金的尺寸也在增加.但是在相同的粘度下,隨著金屬含量的增加,焊料的短路和橋接也相對增加.金屬含量對回流后合金的影響
厚度(英寸)
金屬含量% 錫膏 回流焊后合金
90 0.009 0.0045
85 0.009 0.0035
80 0.009 0.0025
75 0.009 0.0020
回流焊接后要求焊端與焊盤焊接要牢固.焊量飽滿并在零件焊端方向上有1/3~2/3的爬錫高度.為了滿足焊點焊錫量的要求,通長選用85~92%的錫膏,錫膏內金屬的含量在90%左右時,使用的效果較好.2.2錫膏的金屬粉未形狀 錫膏的金屬粉未是在惰性氣體中將熔融的焊料霧化而制成的微細粒狀金屬.錫膏中金屬粉未的顆粒有三種形狀:即球形、近球形和不定形,. 在相同的質量下,球形的表面積是較小的.表面積越小被氧化的可能性便越小,越小的氧化便對焊接越有利.不定形顆粒沒有明顯的形狀和細度,這種錫膏有較大的表面氧化比,故焊接性能較差,近球形則介于兩者之間.所以應選擇球形或近球形的錫膏.2.3錫膏的金屬顆粒的尺寸錫膏顆粒的大小對焊接有較大的影響,尺寸大的情況下顆粒之間存在的間隙隨之增大,充填間隙的助焊液比例也會增加.這有助于焊接時更好的去除氧化物,但是金屬含量不足會對吃錫造成影響.金屬顆粒比較小時,顆粒之間排列比較緊密,金屬含量增加對錫膏的印刷以及形成合金會有幫助,但是金屬表面積也會增加,氧化物也隨之增加.顆粒越細對錫膏印刷性有利,因間隙小,細顆粒內的助焊劑含量比大顆粒的要少.錫膏顆粒尺寸的大小是通過網目數決定的,單位內的網目數量越多顆粒越細.錫膏分類和網目及尺寸
類型 網目 尺寸
Ⅰ類 -100/+200 100目(150um) 0.0059 "
Ⅱ類 -200/+325 200目(75 um) 0.0030"
Ⅲ類 -325/+500 325目(45um) 0.0018"
Ⅳ類 -400/+500 400目(38um) 0.0015"
Ⅴ類 -500/+635 500目(25um) 0.0010"
600目(20um) 0.0008"
顆料越大,充填間隙的助焊液越多,還原氧化的能力也越好.顆粒越小,總的表面積越大,顆粒排列越緊密,助焊劑相對會少一些,對焊接時還原氧化物比較不利.數種適合細間距印刷用錫粉的顆粒尺寸與測試結果
測試 38~63um 38~45um 22~45um 20~38um
印刷間距 0.5mmP O O O O
0.4mmP X O O O
0.3mmP X X O O
擴散率(%) 93.4 93.4 93.7 93.7
錫球(數)* 0.64 0.35 0.53 3.50
氧化物含量(ppm) 40 60 70 100
熱(預烤)垂流 37 84 90 111
*:焊墊間的錫球數量比 O:印刷性良好 X:印刷性不良
2.4助焊劑的類型錫膏中的助焊劑作用有: 1)清除焊盤與錫膏本身的氧化層 2)保護焊接后的合金不再氧化 3)減少焊接中焊料表面的張力,促進焊料的潤濕和擴散.由于回流焊時錫粉會加速氧化,因此助焊劑必須要有足夠的活性來清除這些氧化物.另外一個考慮是焊接后板子是否要清洗,若為免洗,必須選擇無腐蝕、低殘留的免洗錫膏.錫膏按助焊劑的類型分為RSA(強活化型) 、RA(活化型)、RMA(弱活化型)、R(非活化型),一般情況下我們選擇RMA比較適合.2.5錫膏的粘度錫膏流變性質即粘度,錫膏的粘度是指錫膏受到外來推力所出現的一種反抗阻力.錫膏中溶劑多則粘度低,反之粘度則高.錫膏粘度隨著鋼板上刮刀的運動變化而變化,當刮刀刮印時粘度變低,停止作用后,錫膏又回到原來的粘度.同時粘度也會隨溫度的變化而變化,溫度升高時錫膏的粘度會降低.有試驗表明,溫度每上升4℃則粘度下降10%.錫膏的粘度是錫膏的主要性能,粘度的單位為“cps”適合精細間距印刷的粘度范圍是750kcps(75萬cps)~1050kcps,900kcps是較佳的印刷粘度.2.6錫膏的塌落性錫膏印刷到焊盤以后的伸展能力即錫膏的塌落,錫膏的塌落度主要取決于錫膏中金屬成份的含量和金屬顆粒的細度,金屬含量越高,塌落度越小,印刷后在室溫下停留的時間越長,溶劑揮發的越多,更容易發生塌陷.與置件壓力也有關系.3 錫膏使用的注意事項3.1錫膏的儲存 錫膏的儲存溫度要求為0~10℃,并要求保持穩定性,通長須放在冰箱內儲存.錫膏在規定的溫度下可保持3~6個月的使用壽命, 錫膏要求的工作環境溫度為21~25℃,相對濕度在40~60%RH,這樣的操作條件對印刷較為有利.溫度低于21℃,粘度高成形佳,不利于印刷和脫模.溫度大于25℃,有利于好印刷和脫模,但成形不佳容易發生流塌,造成短路發生.濕度太大,印刷后的錫膏容易吸收空氣中的水份,回流焊接時容易產生錫珠.錫膏在過份干燥的環境中,助焊劑會加速揮發,造成焊接時無法完全清除氧化物.3.2使用前注意事項 錫膏在使用前,從冰箱中取出后不要立即打開包裝使用,要放在工作條件下即室內溫度進行回溫4~6小時.因為剛從冰箱內取出的錫膏溫度比較低,如果這時冒然打開瓶蓋與外界空氣接觸,便會與空氣中的濕氣發生冷凝而產生水份.回溫的目地就是使錫膏的溫度與室溫一致. 嚴禁以任何加熱的方式使錫膏回溫.這樣會破壞助焊劑內的化學性質,降低錫膏的性能. 為了產生良好的印刷適性,印刷前必須進行充分有效的攪拌,因為錫膏貯存時會產生分離,即錫膏中比重較大的金屬粉未與比重較輕的助焊劑相分離.金屬部份會沉積在容器的底部,而溶劑部份會浮在容器的上部份.攪拌可使金屬粉未與助焊劑充分混合在一起. 攪拌可以使用攪拌機進行,根據作業指導書進行設定,在沒有攪拌機情況下也可使用人工攪拌,人工攪拌必須使用塑料或圓形的工具進行攪拌,以防止破壞錫膏顆粒的形狀.錫膏在上線以前,必須經過粘度測試,符合標準才可以生產.錫膏粘度一般采用粘度計測量.如果沒有粘度測量儀,也可以采用另一種較簡便的方法,人工攪拌五分鐘后用攪拌刀挑起一團錫膏離容器上方2~3寸,讓錫膏自然滑落,如錫膏粘在攪拌刀上則表明粘度太大,如果錫膏像緞子一樣滑下,則表示粘度太小,錫膏如果從攪拌刀上下滑,并形成一段段的下落,則錫膏粘度剛好.3.3使用中注意事項 在印刷過程中,錫膏中的助焊劑等會隨著時間和外界溫濕度而減少.因此,在添加新錫膏時,應做到少量多次,新舊錫膏的添加比例為1:1左右.及時將擴散到刮刀兩端的錫膏刮到中間,應為錫膏在滾動時保持適當的粘性.另外錫膏機在印刷時應盡量加蓋蓋起來,減少外界的環境影響.3.4錫膏的使用壽命 錫膏從冰箱內取出退冰后,必須在24小時內使用,如果未使用完則要放回冰箱內保存,打開瓶蓋的錫膏,必須有8小時的有效時間使用完,如果未使用完,則允許重復放回冰箱一次,注意,應另外使用干凈的容器來裝置這些錫膏,不可以和未使用的錫膏混裝在一起.如果**過8小時未使用完,則應做報廢處理.在下次使用時應優先使用未用完的回收錫膏,并須經過退冰和攪拌.

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