PCBA加工錫膏(焊膏)成份、分類及選擇

日期:2018-05-27 / 人氣: / 來源:www.zkibp.tw

PCBA加工流程中重要環節SMT貼片工藝離不開焊膏的使用,焊膏是PCBA加工中的重要原材料之一,PCBA加工焊膏怎么選擇影響SMT甚至是PCBA成品的質量,本文是關于PCBA加工中焊膏如何選用的探討

焊膏是由合金焊料粉、糊狀助焊劑均勻混合而成的漿料或膏狀體,因為絕大多數焊膏的主要金屬成份是錫,所以焊膏也叫錫膏。錫膏是SMT工藝中不可缺少的焊接材料,廣泛用于再流焊中。焊膏在常溫下具有一定的粘性,可將電子元器件初粘在既定位置,在焊接溫度下,隨著溶劑和部分添加劑揮發,將被焊元器件互聯在一起形成永久連接。

目前涂布錫膏多數采用SMT鋼網漏印法,其優點是操作簡便、快速、精確、制后即刻可用。但同時也有焊點的可靠性差、易造成虛焊、浪費焊膏、成本高等缺點。

錫膏的成份

焊膏主要由合金焊料粉末和助焊劑組成。其中合金焊料粉占總重量的85%~90%,助焊劑占15%~20%。

組成 使用的主要材料 功能
合金焊料粉

Sn-Pb

Sn-Pb-Ag

元器件和電路的機械和電氣連接

焊劑 松香、合成樹脂 凈化金屬表面,提高焊劑潤濕性
連接劑 松香、松香脂、聚丁烯 提供貼裝元器件所需粘性
活化劑 硬脂酸、鹽酸、聯胺、三乙醇胺 凈化金屬表面
溶劑 甘油、乙二醇 調節焊膏特性
觸變劑   防止分散、防止爆邊

合金焊料粉末

合金焊料粉末是焊膏的主要成分,也是PCBA加工中選擇焊膏最需考慮的因素。常用的合金焊料粉末有錫/鉛(Sn-pb)、錫/鉛/銀(Su-Pb-Ag)、錫/鉛/鉍(Su-Pb-Bi)等,常用的合金成分為63%Sn/37%Pb以及62%Sn/36%Pb/2%Ag。不同合金比例有不同的熔化溫度。

合金焊料粉末的形狀、粒度和表面氧化程度對焊膏性能的影響很大。合金焊料粉末按形狀分成無定形和球形兩種。球形合金粉末的表面積小、氧化程度低、制成的焊膏具有良好的印刷性能。合金焊料粉末的粒度一般在200~400目。粒度愈小,粘度愈大;粒度過大,會使焊膏粘接性能變差;粒度太細,則由于表面積增大,會使表面含氧量增高,也不宜采用。

助焊劑

在焊膏中,糊狀助焊劑是合金粉末的載體。其組成與通用助焊劑基本相同。為了改善印刷效果和觸變性,有時還需加入觸變劑和溶劑。通過助焊劑中活性劑的作用,能清除被焊材料表面以及合金粉末本身的氧化膜,使焊料迅速擴散并附著在被焊金屬表面。助焊劑的組成對焊膏的擴展性、潤濕性、塌陷、粘度變化、清洗性質、焊珠飛濺及儲存壽命均有較大影響。

錫膏的分類

焊膏的品種很多,對在PCBA加工中如何選擇造成一定的困擾,焊膏通常可按以下性能分類:

  1. 按合金焊料粉的熔點分
  2. 最常用的焊膏熔點為178-183℃.隨著所用金屬種類和組成的不同,焊膏的熔點可提高至250℃以上,也可降為150℃以下,可根據焊接所需溫度的不同,選擇不同熔點的焊膏。
  3. 按焊劑的活性分
  4. 參照通用液體焊劑活性的分類原則,可分為無活性(R),巾等活性(RMA)和活性(RA)三個等級,根據PCB和元器件的情況及清洗工藝要求進行選擇。
  5. 按焊膏的粘度分
  6. 粘度的變化范圍很尢,通常為100~60OPa·s,最高可達1000Pa·s以上。依據施膏工藝手段的不同進行選擇。
  7. 按清洗方式分
  8. 按清洗方式分為有機溶劑清洗、水清洗、半水清洗和免清洗等方式。從保護環境的角度考慮,水清洗、半水清洗和免清洗是現在PCBA加工中焊膏選擇和使用的發展方向。
類型 焊劑和活化劑 應用范圍
R 水白松香,非活性 航天、軍用
RMA 松香、非離子性鹵化物 軍事和其他可靠性電路組件
RA 松香、離子性鹵化物 消費類電子

表面組裝對錫膏的要求

在PCBA加工中對表面組裝的不同工藝或工序中,要求焊膏具有的性能不盡相同,大體需達到下述幾點要求,更多關于錫膏質量的研究,請訪問焊膏質量控制

  1. 焊膏在印刷前應能保持3~6個月。
  2. 印刷時和再流加熱前應具有的性能
    • 印刷時應具有優良的脫模性;
    • 印刷時和印刷后焊膏不易坍塌;
    • 焯膏應具有一定的粘度。
  3. 再流加熱時應具有的性能
    • 應具有良好的潤濕性能;
    • 應形成最少量的焊料球:
    • 焊料飛濺要少。
  4. 再流焊接后應具有的性能
    • 要求焊劑中固體含量越低越好,焊后易清洗干凈
    • 焊接強度高。

錫膏質量

錫膏的選用原則

錫膏質量關乎SMT加工成品的質量,劣質、失效錫膏易造成一些焊接缺陷,主要是虛焊問題,如何選擇錫膏,可根據焊膏的性能和使用要求,參考以下幾點。

  1. 焊膏的活性可根據印制板表面清潔程度來決定,一般采用RMA級,必要時采用RA級。
  2. 根據不同的涂覆方法選用不同粘度的焊膏,一般液體分配器用粘度為100~20OPa·s,絲網印刷用粘度為100~30OPa·s,漏模板印刷用粘度為200~60OPa·s.
  3. 精細間距印刷時選用球形、細粒度焊膏。
  4. 雙面焊接時,第一面采用高熔點焊膏,第二面采用低熔點焊背,保證兩者相差30~40℃,以防止第一面已焊元器件脫落。
  5. 當焊接熱敏元件時,應采用含鉍的低溶點焊膏。
  6. 采用免洗工藝時,要用不含氯離子或其它強腐蝕性化合物的焊膏。

PCBA加工原料焊膏選擇,PCBA加工原料焊膏成分及作用介紹:http://www.zkibp.tw/news/jszc/156.html

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作者:PCBA加工


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