迪士尼彩乐园

PCBA加工锡膏成份、分类及选择

time : 2019-08-24 10:08       作者:凡亿pcb

PCBA加工流程中重要环节SMT贴片工艺离不开焊膏的使用,焊膏是PCBA加工中的重要原材料之一,PCBA加工焊膏怎么选择影响SMT甚至是PCBA成品的质量,本文是关于PCBA加工中焊膏如何选用的探讨。
 
焊膏是由合金焊料粉、糊状助焊剂均匀混合而成的浆料或膏状体,因为绝大多数焊膏的主要金属成份是锡,所以焊膏也叫锡膏。锡膏是SMT工艺中不可缺少的焊接材料,广泛用于再流焊中。焊膏在常温下具有一定的粘性,可将电子元器件初粘在既定位置,在焊接温度下,随着溶剂和部分添加剂挥发,将被焊元器件互联在一起形成永久连接。
 
目前涂布锡膏多数采用SMT钢网漏印法,其优点是操作简便、快速、精确、制后即刻可用。但同时也有焊点的可靠性差、易造成虚焊、浪费焊膏、成本高等缺点。
 
一、锡膏的成份
焊膏主要由合金焊料粉末和助焊剂组成。其中合金焊料粉占总重量的85%~90%,助焊剂占15%~20%。
组成 使用的主要材料 功能 合金焊料粉 Sn-Pb
Sn-Pb-Ag 元器件和电路的机械和电气连接 焊剂系统 焊剂 松香、合成树脂 净化金属表面,提高焊剂润湿性 连接剂 松香、松香脂、聚丁烯 提供贴装元器件所需粘性 活化剂 硬脂酸、盐酸、联胺、三乙醇胺 净化金属表面 溶剂 甘油、乙二醇 调节焊膏特性 触变剂   防止分散、防止爆边
 
合金焊料粉末
合金焊料粉末是焊膏的主要成分,也是PCBA加工中选择焊膏最需考虑的因素。常用的合金焊料粉末有锡/铅(Sn-pb)、锡/铅/银(Su-Pb-Ag)、锡/铅/铋(Su-Pb-Bi)等,常用的合金成分为63%Sn/37%Pb以及62%Sn/36%Pb/2%Ag。不同合金比例有不同的熔化温度。
 
合金焊料粉末的形状、粒度和表面氧化程度对焊膏性能的影响很大。合金焊料粉末按形状分成无定形和球形两种。球形合金粉末的表面积小、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;粒度过大,会使焊膏粘接性能变差;粒度太细,则由于表面积增大,会使表面含氧量增高,也不宜采用。
 
助焊剂
在焊膏中,糊状助焊剂是合金粉末的载体。其组成与通用助焊剂基本相同。为了改善印刷效果和触变性,有时还需加入触变剂和溶剂。通过助焊剂中活性剂的作用,能清除被焊材料表面以及合金粉末本身的氧化膜,使焊料迅速扩散并附着在被焊金属表面。助焊剂的组成对焊膏的扩展性、润湿性、塌陷、粘度变化、清洗性质、焊珠飞溅及储存寿命均有较大影响。
 
二、锡膏的分类
焊膏的品种很多,对在PCBA加工中如何选择造成一定的困扰,焊膏通常可按以下性能分类:
1、按合金焊料粉的熔点分
最常用的焊膏熔点为178-183℃.随着所用金属种类和组成的不同,焊膏的熔点可提高至250℃以上,也可降为150℃以下,可根据焊接所需温度的不同,选择不同熔点的焊膏。
2、按焊剂的活性分
参照通用液体焊剂活性的分类原则,可分为无活性(R),巾等活性(RMA)和活性(RA)三个等级,根据PCB和元器件的情况及清洗工艺要求进行选择。
3、按焊膏的粘度分
粘度的变化范围很尢,通常为100~60OPa·s,最高可达1000Pa·s以上。依据施膏工艺手段的不同进行选择。
4、按清洗方式分
按清洗方式分为有机溶剂清洗、水清洗、半水清洗和免清洗等方式。从保护环境的角度考虑,水清洗、半水清洗和免清洗是现在PCBA加工中焊膏选择和使用的发展方向。
类型 焊剂和活化剂 应用范围 R 水白松香,非活性 航天、军用 RMA 松香、非离子性卤化物 军事和其他可靠性电路组件 RA 松香、离子性卤化物 消费类电子
 
三、表面组装对锡膏的要求
在PCBA加工中对表面组装的不同工艺或工序中,要求焊膏具有的性能不尽相同,大体需达到下述几点要求:
1、焊膏在印刷前应能保持3~6个月。
2、印刷时和再流加热前应具有的性能
  ? 印刷时应具有优良的脱模性;
  ? 印刷时和印刷后焊膏不易坍塌;
  ? 焯膏应具有一定的粘度。
3、再流加热时应具有的性能
  ? 应具有良好的润湿性能;
  ? 应形成最少量的焊料球;
  ? 焊料飞溅要少。
4、再流焊接后应具有的性能
  ? 要求焊剂中固体含量越低越好,焊后易清洗干净;
  ? 焊接强度高;
  ? 锡膏质量。
 
四、锡膏的选用原则
锡膏质量关乎SMT加工成品的质量,劣质、失效锡膏易造成一些焊接缺陷,主要是虚焊问题,如何选择锡膏,可根据焊膏的性能和使用要求,参考以下几点:
1、焊膏的活性可根据印制电路板表面清洁程度来决定,一般采用RMA级,必要时采用RA级。
2、根据不同的涂覆方法选用不同粘度的焊膏,一般液体分配器用粘度为100~20OPa·s,丝网印刷用粘度为100~30OPa·s,漏模板印刷用粘度为200~60OPa·s。
3、精细间距印刷时选用球形、细粒度焊膏。
4、双面焊接时,第一面采用高熔点焊膏,第二面采用低熔点焊背,保证两者相差30~40℃,以防止第一面已焊元器件脱落。
5、当焊接热敏元件时,应采用含铋的低溶点焊膏。
6、采用免洗工艺时,要用不含氯离子或其它强腐蚀性化合物的焊膏。