SMT锡膏知识培训(一)

 前言：感谢q894628281的分享，这里提供给大家 希望帮到需要的朋友。

 一.锡膏的应用
 随着回流焊技术的应用，锡膏已成为表面贴装技术(SMT)中*要的工艺材料，近年来获得飞速发展。在表面组装件的回流焊中，锡膏被用来实施表面组装元器件的引线或端点与印制板上焊盘的连接。锡

膏涂覆是表面组装技术一道关键工序，它将直接影响到表面组装件的焊接质量和可靠性。由锡膏产生的缺陷占SMT中缺陷的60％—70％，所以对锡膏深入的了解、规范合理使用锡膏显得尤为重要。

 在常温下，锡膏可将电子元器件初粘在既定位置，当被加热到一定温度时，随着溶剂和部分添加剂的挥发，合金粉的熔化，使被焊元器件和焊盘连在一起，冷却形成长久连接的焊点。对锡膏的要**

具有多种涂布方式，特别具有良好的印刷性能和再流焊性能，并在贮存时具有稳定性。

 二.锡膏的定义
  锡膏的定义:英文名称:SOLDER PASTE
 锡膏(焊膏)是一种均匀的焊料合金粉末和稳定的助焊剂按一定的比例均匀混合而成的膏状体。在焊接时可以使表面组装元器件的引线或端点与印制板上焊盘形成合金性连接。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。

 应用于SMT锡膏印刷作业工站，透过刮刀，钢板，印刷机等载体，将定量之锡膏准确的涂布在PCB的各定点焊垫上(Pads)，并保有良好的黏性(Tacky)，以完成回焊后焊垫与零件脚电气及机械连接。

  锡膏分：无铅锡膏 有铅锡膏

 三.锡膏的组成
  锡膏的组成:
   锡膏=锡粉(METAL)+助焊剂(FLUX)
  锡粉通常是由氮气雾化或转碟法制造，后经丝网筛选而成。助焊剂是粘结剂(树脂)，溶剂，活性剂，触变剂及其它添加剂组成，它对锡膏从丝绸印刷到焊接整个过程起着至关重要的作用。

  一般情况下，10％助焊膏和90％锡粉（锡合金粉90%）的重量比

  50％助焊膏与50％锡粉的体积比

  各组成部份的作用﹕
   焊锡粉: 导电、键接
   助焊性粘合剂: 防止锡粉与FLUX分离防止锡塌
   溶剂: 将FLUX之所有溶解成一均匀状之溶液，进而得到一活性均匀之助焊剂
　 活性剂: 消除焊接表面之氧化物，降低表面张力
　 抗垂流剂﹕黏度  印刷能力  防止塌陷  ODOR 

 四.锡膏的重要特性
  锡膏重要特性﹕
   1. 流动性
   2. 脱板性
   3. 连续印刷
   4. 稳定性

 锡膏是一种流体，具有流动性。材料的流动性可分为理想的、塑性的，伪塑性的、膨胀的和触变的，锡膏属触变流体。剪切应力对剪切率的比值定义为锡膏的粘度，其单位为Pa.s，锡膏合金百分含

量、粉末颗粒大小、温度、焊剂量和触变剂的润滑性是影响锡膏粘度的主要因素。在实际应用中，一般根据锡膏印刷技朮的类型和印到PCB上的厚度确定*佳的粘度。

 五.锡膏的分类
  按回焊温度分:
　 高温锡膏
　 常温锡膏
　 低温锡膏

  按金属成份分:
　 含银锡膏(Sn62/Pb36/Ag2)
　 非含银锡膏(Sn63/Pb37)
　 含铋锡膏(Bi14/Sn43/Pb43)
　 无铅锡膏(Sn96.5/Ag3.0/Cu0.5)

  低温应用:                             Sn43/Pb43/Bi14                      
                                             Sn42/Bi58
  高温、无铅、高张力:               Sn96/Ag4
                                             Sn95/Sb5
                                             Sn96.5/Ag3.0/Cu0.5
                                             Sn95.5/Ag3.8/Cu0.7
  高温、高张力、低价值:           Sn10/Pb90
                                             Sn10/Pb88/Ag2
                                             Sn5/Pb93.5/Ag1.5

  按助焊剂成份分:
　 免洗型（NC）
　 水溶型（WS或OA）
　 松香型（ RMA 、RA）

  按清洗方式分:
　 有机溶剂清洗型
　 水清洗型
　 半水清洗型
　 免清洗型
　　常用的为免清洗型锡膏，在要求比较高的产品中可以使用需清洗的的锡膏。

  常见无铅锡膏的种类（见图）：

 六.锡膏的参数
  锡膏的主要参数:
　 1 合金类型
　 2 锡粉颗粒
　 3 助焊剂类型(残余物的去除)

  1 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）

  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183 °C 。
 　b 纯铅的MP为327 °C ，纯锡232 °C ，当形成合金时，则其MP下降以共晶点为*低。

  常用合金:
   电子应用方面(含铅）超过90%的是：Sn63/Pb37、Sn62/Pb36/Ag2 、或Sn60/Pb40，2%的银合金随含Ag引脚和焊垫应用的增加而增加。银合金常用于锡铅合金产生弱粘合的场合。

  2.锡粉参数:
　 a.锡粉颗粒直径大小
   b.颗粒形状
　 c.大小分布
　 d.氧化比率

    a.锡粉颗粒直径大小:
　　 电镜扫描
　　 IPC J-STD-006 定义球形锡粉的直径尺寸是长宽比率小于1.5倍。

    b.锡粉颗粒形状:
    焊料粉末的形状决着粉末的氧化物含量，也决定着锡膏的可印性。球形焊料粉末在给定体积下总表面积*小，减少了可能发生的表面氧化的面积，球形的锡膏颗粒要比其它任何形状的颗粒更容

易通过网版或者钢版。并且一致性好，为使锡膏具备优良的印刷性能创造了条件。

   愈圆愈好
   愈小愈均匀愈好(流动性佳，成形佳) 氧化层愈薄愈好

   c.锡粉大小分布:
  焊料颗粒的尺寸一般为-200目/+325目，即至少99％重量百分比的粉末颗粒能通过200（孔/in2）目的网，少于20％重量百分比的粉末颗粒能通过325目的网，该尺寸以外的颗粒以不多于10％为宜。在有0.5mm脚间距的器件印刷锡膏时，焊料颗粒尺寸应比常规小，可以选用颗粒尺寸是-325目+500目的焊膏。

 粉粒等级                网眼大小                颗粒大小
 IPCTYPE2           -200+325        45-75微米
 IPCTYPE3           -325+500               25-45微米
 IPCTYPE4           -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）。

   d.锡粉氧化比率:
　　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%

  锡膏添加剂﹕
   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：Solder 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**

 下期讲解SMT锡膏知识培训(二）。

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