焊錫膏

　　背景

　　在20世紀(jì)70年代的表面貼裝技術(shù)(Surface Mount Technology，簡(jiǎn)稱SMT)，是指在印制電路板焊盤上印刷、涂布焊錫膏，并將表面貼裝元器件準(zhǔn)確的貼放到涂有焊錫膏的焊盤上，按照特定的回流溫度曲線加熱電路板，讓焊錫膏熔化，其合金成分冷卻凝固后在元器件與印制電路板之間形成焊點(diǎn)而實(shí)現(xiàn)冶金連接的技術(shù)。

　　焊錫膏是伴隨著SMT應(yīng)運(yùn)而生的一種新型焊接材料。焊錫膏是一個(gè)復(fù)雜的體系，是由焊錫粉、助焊劑以及其它的添加物混合而成的膏體。焊錫膏在常溫下有一定的粘性，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的揮發(fā)，將被焊元器件與印制電路焊盤焊接在一起形成永久連接。

　　成份作用

　　焊錫膏,主要由助焊劑和焊料粉組成（FLUX &SOLDER POWDER）

　　（一）、助焊劑的主要成份及其作用：

　　A、活化劑(ACTIVATION)：該成份主要起到去除PCB銅膜焊盤表層及零件焊接部位的氧化物質(zhì)的作用，同時(shí)具有降低錫、鉛表面張力的功效；

　　B、觸變劑(THIXOTROPIC) ：該成份主要是調(diào)節(jié)焊錫膏的粘度以及印刷性能，起到在印刷中防止出現(xiàn)拖尾、粘連等現(xiàn)象的作用；

　　C、樹脂（RESINS）：該成份主要起到加大錫膏粘附性，而且有保護(hù)和防止焊后PCB再度氧化的作用；該項(xiàng)成分對(duì)零件固定起到很重要的作用；

　　D、溶劑（SOLVENT）：該成份是焊劑組份的溶劑，在錫膏的攪拌過(guò)程中起調(diào)節(jié)均勻的作用，對(duì)焊錫膏的壽命有一定的影響；

　　（二）、焊料粉：

　　焊料粉又稱錫粉主要由錫鉛、錫鉍、錫銀銅合金組成，一般比例為SN63/PB37、SN42BI58、SN96.5CU0.5AG3.0和SN99CU0.7AG0.3。概括來(lái)講錫粉的相關(guān)特性及其品質(zhì)要求有如下幾點(diǎn)：

　　A、錫粉的顆粒形態(tài)對(duì)錫膏的工作性能有很大的影響：

　　A-1、重要的一點(diǎn)是要求錫粉顆粒大小分布均勻，這里要談到錫粉顆粒度分布比例的問題；在國(guó)內(nèi)的焊料粉或焊錫膏生產(chǎn)廠商，大家經(jīng)常用分布比例來(lái)衡量錫粉的均勻度：以25~45μm的錫粉為例，通常要求35μm左右的顆粒分度比例為60%左右，35μm 以下及以上部份各占20%左右；

　　A-2、另外也要求錫粉顆粒形狀較為規(guī)則；根據(jù)“中華人民共和國(guó)電子行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《錫鉛膏狀焊料通用規(guī)范》（SJ/T 11186-1998）”中相關(guān)規(guī)定如下：“合金粉末形狀應(yīng)是球形的,但允許長(zhǎng)軸與短軸的最大比為1.5的近球形狀粉末。如用戶與制造廠達(dá)成協(xié)議，也可為其他形狀的合金粉末。”在實(shí)際的工作中，通常要求為錫粉顆粒長(zhǎng)、短軸的比例一般在1.2以下。

　　A-3、如果以上A-1及A-2的要求項(xiàng)不能達(dá)到上述基本的要求，在焊錫膏的使用過(guò)程中，將很有可能會(huì)影響錫膏印刷、點(diǎn)注以及焊接的效果。

　　B、各種錫膏中錫粉與助焊劑的比例也不盡相同，選擇錫膏時(shí)，應(yīng)根據(jù)所生產(chǎn)產(chǎn)品、生產(chǎn)工藝、焊接元器件的精密程度以及對(duì)焊接效果的要求等方面，去選擇不同的錫膏；

　　B-1、根據(jù)“中華人民共和國(guó)電子行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《錫鉛膏狀焊料通用規(guī)范》（SJ/T 11186-1998）”中相關(guān)規(guī)定，“焊膏中合金粉末百分(質(zhì)量)含量應(yīng)為65%-96%,合金粉末百分(質(zhì)量)含量的實(shí)測(cè)值與訂貨單預(yù)定值偏差不大于±1%”；通常在實(shí)際的使用中，所選用錫膏其錫粉含量大約在90%左右，即錫粉與助焊劑的比例大致為90：10；

　　B-2、普通的印刷制式工藝多選用錫粉含量在89-91.5%的錫膏；

　　B-3、當(dāng)使用針頭點(diǎn)注式工藝時(shí)，多選用錫粉含量在84-87%的錫膏；

　　B-4、回流焊要求器件管腳焊接牢固、焊點(diǎn)飽滿、光滑并在器件（阻容器件）端頭高度方向上有1/3至2/3高度焊料爬升，而焊錫膏中金屬合金的含量，對(duì)回流焊焊后焊料厚度（即焊點(diǎn)的飽滿程度）有一定的影響；為了證實(shí)這種問題的存在，有關(guān)專家曾做過(guò)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)摘抄其最終實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表供參考：(表暫缺）

　　從上表看出，隨著金屬含量減少，回流焊后焊料的厚度減少，為了滿足對(duì)焊點(diǎn)的焊錫量的要求，通常選用85%~92%含量的焊膏。

　　C、錫粉的“低氧化度”也是非常重要的一個(gè)品質(zhì)要求，這也是錫粉在生產(chǎn)或保管過(guò)程中應(yīng)該注意的一個(gè)問題；如果不注意這個(gè)問題，用氧化度較高的錫粉做出的焊錫膏，將在焊接過(guò)程中嚴(yán)重影響焊接的品質(zhì)。

　　什么是焊料

　　焊料是一種熔點(diǎn)比被焊金屬熔點(diǎn)低的易熔金屬。焊料熔化時(shí)，在被焊金屬不熔化的條件下能潤(rùn)浸被焊金屬表面，并在接觸面處形成合金層而與被焊金屬連接到一起。在一般電子產(chǎn)品裝配中，俗稱為焊錫。

　　常用焊料具備的條件:

　　1)焊料的熔點(diǎn)要低于被焊工件。

　　2)易于與被焊物連成一體，要具有一定的抗壓能力。

　　3)要有較好的導(dǎo)電性能。

　　4)要有較快的結(jié)晶速度。

　　常用焊料的種類

　　根據(jù)熔點(diǎn)不同可分為硬焊料和軟焊料；根據(jù)組成成分不同可分為錫鉛焊料、銀焊料、銅焊料等。在錫焊工藝中，一般使用錫鉛合金焊料。

　　1)錫鉛焊料——是常用的錫鉛合金焊料，主要由錫和鉛組成，還含有銻等微量金屬成分。

　　錫鉛焊料主要用途:廣泛用于電子行業(yè)的軟釬焊、散熱器及五金等各行業(yè)波峰焊、浸焊等精密焊接。特殊焊接工藝以及噴涂、電鍍等。經(jīng)過(guò)特殊工藝調(diào)質(zhì)精煉處理而生產(chǎn)成的抗氧化焊錫條,具有獨(dú)特的高抗氧化性能,浮渣比普通焊料少,具有損耗少、流動(dòng)性好,可焊性強(qiáng)、焊點(diǎn)均勻、光亮等特點(diǎn).

　　錫鉛焊料條

　　錫鉛焊料標(biāo)準(zhǔn):GB/T8012-2000/GB/T3131-2001

　　2)共晶焊錫——是指達(dá)到共晶成分的錫鉛焊料，合金成分是錫的含量為61．9%、鉛的含量為38．1%。在實(shí)際應(yīng)用中一般將含錫60%，含鉛40%的焊錫就稱為共晶焊錫。在錫和鉛的合金中，除純錫、純銅和共晶成分是在單一溫度下熔化外，其他合金都是在一個(gè)區(qū)域內(nèi)熔化的，所以共晶焊錫是錫鉛焊料中性能最好的一種。

　　Eutectic solders(共晶焊錫)：兩種或更多的金屬合金，具有最低的熔化點(diǎn)，當(dāng)加熱時(shí)，共晶合金直接從固態(tài)變到液態(tài)，而不經(jīng)過(guò)塑性階段。

　　常用焊料的形狀：

　　焊料在使用時(shí)常按規(guī)定的尺寸加工成形，有片狀、塊狀、棒狀、帶狀和絲狀等多種。

　　1)絲狀焊料——通常稱為焊錫絲，中心包著松香，叫松脂芯焊絲，手工烙鐵錫焊時(shí)常用。松脂芯焊絲的外徑通常有0．5mm、0．6mm、0．8mm、1．Omm、1．2mm、1．6mm、2．Omm、2．3mm、3．Omm等規(guī)格。

　　2)片狀焊料——常用于硅片及其他片狀焊件的焊接。

　　3)帶狀焊料——常用于自動(dòng)裝配的生產(chǎn)線上，用自動(dòng)焊機(jī)從制成帶狀的焊料上沖切一段進(jìn)行焊接，以提高生產(chǎn)效率。

　　4)焊料膏——將焊料與助焊劑拌和在一起制成，焊接時(shí)先將焊料膏涂在印制電路板上，然后進(jìn)行焊接，在自動(dòng)貼片工藝上已經(jīng)大量使用。

　　保存使用

　　1.保存方法

　　錫膏的保管要控制在1-10℃的環(huán)境下；錫膏的使用期限為6個(gè)月（未開封）；不可放置于陽(yáng)光照射處。

　　2.使用方法（開封前）

　　開封前須將錫膏溫度回升到使用環(huán)境溫度上（25±2℃），回溫時(shí)間約3-4小時(shí)，并禁止使用其他加熱器使其溫度瞬間上升的做法；回溫后須充分?jǐn)嚢?，使用攪拌機(jī)的攪拌時(shí)間為1-3分鐘，視攪拌機(jī)機(jī)種而定。

　　3.使用方法（開封后）

　　1)將錫膏約2/3的量添加于鋼網(wǎng)上，盡量保持以不超過(guò)1罐的量于鋼網(wǎng)上。

　　2)視生產(chǎn)速度，以少量多次的添加方式補(bǔ)足鋼網(wǎng)上的錫膏量，以維持錫膏的品質(zhì)。

　　3)當(dāng)天未使用完的錫膏，不可與尚未使用的錫膏共同放置，應(yīng)另外存放在別的容器之中。錫膏開封后在室溫下建議24小時(shí)內(nèi)用完。

　　4)隔天使用時(shí)應(yīng)先行使用新開封的錫膏，并將前一天未使用完的錫膏與新錫膏以1：2的比例攪拌混合，并以少量多次的方式添加使用。

　　5)錫膏印刷在基板后，建議于4-6小時(shí)內(nèi)放置零件進(jìn)入回焊爐完成著裝。

　　6)換線超過(guò)1小時(shí)以上，請(qǐng)于換線前將錫膏從鋼板上刮起收入錫膏罐內(nèi)封蓋。

　　7)錫膏連續(xù)印刷24小時(shí)后，由于空氣粉塵等污染，為確保產(chǎn)品品質(zhì)，請(qǐng)按照“步驟4）”的方法。

　　8)為確保印刷品質(zhì)建議每4小時(shí)將鋼板雙面的開口以人工方式進(jìn)行擦拭。

　　9)室內(nèi)溫度請(qǐng)控制與22-28℃，濕度RH30-60%為最好的作業(yè)環(huán)境。

　　10)欲擦拭印刷錯(cuò)誤的基板，建議使用工業(yè)酒精或工業(yè)清洗劑