錫膏使用手冊

1、目錄第一章 錫膏的定義.3第二章 錫膏的組成 .3第三章 錫膏的合金種類.3第四章 錫膏中助焊劑.3第五章 錫膏的分類 .45.1普通松香清洗型.45.2免清洗型焊錫膏.45.3水溶性錫膏.4第六章 錫膏的品質(zhì).46.1粘度.46.2觸變指數(shù)與塌落度.46.3細(xì)分成分及焊劑組成.46.4焊粉顆粒尺寸、形狀、分離.46.5合金粉末形狀.4第七章 錫膏的選擇.57.1合金成分.57.2錫膏粘度.67.3目數(shù).67.4助焊劑.67.5顆粒度選擇.67.6所需特性.8第八章 錫膏的存儲及使用環(huán)境.9第一章 錫膏的定義 錫膏是由焊料合金粉末與助焊劑載體系統(tǒng)按照一定比例均勻混合而成的漿狀固體；錫膏的粘度具

2、有流變特性，即在剪切力作用下粘度減小以利于印刷，而印刷之后粘度恢復(fù)，從而在再流焊之前起到固定電子元器件的作用。在再流焊過程中焊料合金粉末熔化，在助焊劑去除氧化膜的輔助作用下潤飾電子元器件外引線段和印刷電路板焊盤金屬表面并發(fā)生反應(yīng)，最終形成二者之間的機(jī)械連接和電連接。第二章 錫膏的組成由合金粉末與助焊劑組成。助焊劑又由活化劑，粘結(jié)劑，潤濕劑，溶劑，觸變劑與其他添加劑等組成。第三章 錫膏的合金種類金屬成份：含銀錫膏（Sn62/Pb36/Ag2），不含銀錫膏（Sn63/ Pb37)，含鉍錫膏（Bi14/Sn43/Pb43)和無鉛錫膏(Sn-Ag、Sn-Zn、Sn-Bi系列)。第四章 錫膏中助焊劑1.

3、焊劑分為三大類：松香型焊劑、合成樹脂型焊劑以及水溶性焊劑。2.根據(jù)活性度的不同，松香型焊劑可以分為 三種類型：R 型（松香焊劑）、RMA 型（弱活性焊劑）和 RA 型（活性焊劑）。三種焊劑特點如下：焊劑類型特點R 型/ROL 型（非活性松香/松香活性低） 非活性焊劑，無腐蝕性。RMA 型/ROM 型（中度活性松香/松香活性中等） 弱活性焊劑，無腐蝕性，比 R 型具有更佳的焊接性。 RA 型/ROH 型（活性松香/松香活性高） 強(qiáng)活性焊劑，比 R 和 RMA 型具有更佳的焊接性，但是腐蝕性較強(qiáng)。3. 錫膏中助焊劑成分的作用 ： 活化劑：元器件和電路的機(jī)械和電氣連接 粘接劑：提供貼裝元器件所需的粘

4、性 潤濕劑：增加焊膏和被焊件之間潤濕性溶劑：增加焊特性 觸變劑：改善焊膏的觸變性其它添加劑：改進(jìn)焊膏的抗腐蝕性、焊點的光亮度及阻燃性能等 。第五章 錫膏的分類5.1普通松香清洗型分RA（ROSIN ACTIVATED ）及RMA（ROSIN MILDLY ACTIVATED）此種類型錫膏在焊接過程中表現(xiàn)出較好“上錫速度”并能保證良好的“焊接效果”；在焊接工作完成后，PCB表面松香殘留相對較多，可用適當(dāng)清洗劑清洗，清洗后板面光潔無殘留，保證了清洗后的板面具有良好的絕緣阻抗，并能通過各種電氣性能的技術(shù)檢測。5.2免清洗型焊錫膏NC（NO CLEAN）此種錫膏焊接完成后，PCB板面較為光潔、殘留少，

5、可通過各種電氣性能技術(shù)檢測，不需要再次清洗，在保證焊接品質(zhì)的同時縮短了生產(chǎn)流程，加快了生產(chǎn)進(jìn)度。5.3水溶性錫膏WMA（WATER SOLUBLE PASTES）早期生產(chǎn)的錫膏因技術(shù)上的原因，PCB板面殘留普遍過多，電氣性能不夠理想，嚴(yán)重影響了產(chǎn)品品質(zhì)；當(dāng)時多用CFC清洗劑來清洗，因CFC對環(huán)保不利，許多國家已禁用；為了適應(yīng)市場的需求，應(yīng)運(yùn)產(chǎn)生了水溶性焊錫膏，此種錫膏焊接工作完成后它的殘留物可用水清洗干凈，既降低了客戶的生產(chǎn)成本，又符合環(huán)保的要求。第六章 錫膏的品質(zhì)6.1粘度固晶錫膏是一種觸變性流體，在外力的作用下能產(chǎn)生流動。粘度是固晶錫膏的主要特性指標(biāo)，它是影響印刷性能的重要因素：粘度太大，

6、固晶錫膏不易穿出模板的漏孔，印出的圖形殘缺不全，影響錫膏粘度的主要因素：錫粉粉的百分含量：合金含量高，粘度就大。 6.2觸變指數(shù)和塌落度固晶錫膏是觸變性流體，固晶錫膏的塌落度主要與錫膏的粘度和觸變性有關(guān)。觸變指數(shù)高，塌落度??；觸變指數(shù)低，塌落度大。 6.3錫粉成份、助劑組成 錫粉成份、焊劑的組成以及錫粉與焊劑的配比是決定錫膏熔點、印刷性、可焊性及焊點質(zhì)量的關(guān)鍵參數(shù)。一般要求錫粉合金組分盡量達(dá)到共晶或近共晶。錫粉與焊劑的配比是以錫粉在錫膏中的重量百分含量來表示。 6.4.錫粉顆粒尺寸、形狀和分布錫粉顆粒的尺寸、形狀及其均勻性是影響錫膏性能的重要參數(shù)，影響固晶錫膏的印刷性、脫摸性和可焊性。細(xì)小顆粒

7、的錫膏印刷性比較好，特別對于高密度、窄間距的產(chǎn)品。 6.5合金粉末的形狀合金粉末的形狀也會影響固晶錫膏的印刷性、脫摸性和可焊性。球形顆粒的合金粉末組成的錫膏粘度較低，印刷后錫膏圖形容易塌落，印刷性好，適用范圍廣，尤其適用于高密度窄間距的絲網(wǎng)與金屬模板印刷，同時適用于滴涂工藝。第七章 錫膏的選擇 7.1 合金成分錫膏的合金成分直接影響到焊接溫度、可焊性、焊點等機(jī)電性能.一般在錫膏的產(chǎn)品手冊中會注明產(chǎn)品規(guī)格、產(chǎn)品特性、BELLCORE AND J-STD 測試結(jié)果，可以據(jù)此先了解錫膏.目前最常用的錫膏合金成分及熔點見下表：合金成分 熔點SnAgCuSn3Ag0.5Cu(217220 ) Sn3.8

8、Ag0.7Cu(217219 )Sn4Ag0.5Cu(217231 )SnAg Sn3.5Ag(221 )SnSbSn5.0Sb(235243 )SnAgCuBiSn2.5Ag0.5Cu1.0uB(214221 )Sn1.3Ag0.5Cu0.8uBi(214219 )Sn3.5Ag1.0C3.0uBi(208213 )SnZnBi Sn8.0Zn3.0Bi(186197 )注:SAC(SnAgCu)合金是在SnAg的基礎(chǔ)上加入Cu而成.通過比較多種合金配方形成焊點的機(jī)電性能，SAC合金由于各方面性能表現(xiàn)較為平衡受到歐、美、日權(quán)威機(jī)構(gòu)的推薦，合金配方以Ag(3%4%)Cu(0.5%2%)為多，其

9、中又以96.5%Sn、3%Ag、0.5%Cu和95.5%Sn、3.8%Ag、0.7%Cu最多.但是該配方的缺點是焊接的實際溫度需高達(dá)245 左右，并且潤濕性不理想，需要采用特殊的焊劑配方.使用者需要根據(jù)焊劑配方的改變和特定產(chǎn)品的使用情況，評估錫膏的可印性和焊點的可靠性。7.2 錫膏的粘度錫膏的粘度可理解為錫膏的流動阻力(單位“Pas”)，它直接影響焊接的效果.粘度低，錫膏流動性好，利于滲錫、工具免洗刷、省時，但成型不好，易引起橋連;粘度高，流動阻力大，能維持良好的錫膏形狀，較適于細(xì)間距印刷，但容易堵塞網(wǎng)孔而引起少錫不良.而錫膏的粘度又隨著溫度、運(yùn)動速度、暴露時間的變化而變化.因此需要綜合考慮，

10、將錫膏的粘度控制在合適的的范圍內(nèi)。1) 錫膏的粘度隨溫度的降低而增大，反之減小.適宜的溫度為(252.5) ，為此需對錫膏使用環(huán)境的溫度進(jìn)行管控。2) 錫膏在鋼網(wǎng)上印刷時的截面直徑越大，粘度越大;反之，直徑越小，粘度越小.但考慮到錫膏暴露在空氣中時間過長會使其品質(zhì)劣化，通常都采用1015 mm的錫膏滾動直徑。3) 錫膏的粘度與其運(yùn)動的角速度成反比.印刷速度越大，粘度越小，反之粘度越大.所以可通過適當(dāng)調(diào)整刮刀速度來改善錫膏的粘度，從而改善錫膏的印刷狀態(tài).同樣粘度會隨著對錫膏的攪拌而改變，攪拌時粘度會有所降低，但略微靜置后，其粘度會回復(fù)原狀。4) 刮刀角度也會影響錫膏的粘度.角度越大，粘度越大，反

11、之粘度越小.通常采用45或60兩種型號的刮刀。綜上所述，選用錫膏的粘度應(yīng)與所使用工藝匹配，也可以通過工藝參數(shù)的調(diào)整改變其生產(chǎn)粘度.采用鋼網(wǎng)漏印時錫膏的粘度應(yīng)該在8001 300 Pas.目前在0.4PITCH中使用的粘度是1 600 Pas。7.3 目數(shù)目數(shù)是指篩網(wǎng)每一平方英寸面積上的網(wǎng)孔數(shù).錫膏目數(shù)指標(biāo)越大，該錫膏中錫粉的顆粒直徑就越小.反之當(dāng)目數(shù)越小時，錫膏中錫粉的顆粒越大.數(shù)據(jù)關(guān)系見下表：目數(shù)/MESH 200 250 325 500 625顆粒度/m 75 63 45 25 20選擇錫膏的時候應(yīng)根據(jù)PCB上距離最小的焊點之間的間距來確定目數(shù)，大間距選擇目數(shù)較小的錫膏，反之選擇目數(shù)較大的

12、錫膏.一般選擇顆粒度直徑約為模板開口的1/5以內(nèi).例如:0.4PITCH一般選擇目數(shù)325500 MESH，顆粒度2545 m。7.4 助焊劑每種錫膏的助焊劑成分各不相同，此為各廠商的技術(shù)機(jī)密，但在選擇時并不需要知道具體的配方，只需考慮焊接的效力(潤濕能力、傳熱能力、清潔表面能力)和焊劑的腐蝕性.理想的焊劑應(yīng)該是高效力、低腐蝕性的.但效力和腐蝕性是兩個對立的指標(biāo)，焊劑的效力越高，它的腐蝕性就越大，反之焊劑的效力越低，它的腐蝕性也就越低.因此焊劑效力的選擇要與使用的元器件、基材、工藝、現(xiàn)有清洗設(shè)備能力的配合性進(jìn)行綜合考慮。7.5顆粒度選擇顆粒度類型焊錫粉粒度范圍Sn-3Ag-0.5Cu 焊料顆粒

13、Sn-37Pb 焊料顆粒類型 20.075mm 至0.045mm類型 30.045mm 至0.020mm類型 40.038mm 至0.020mm類型 50.025mm 至0.010mmn 引腳式：QFP、SOP 等焊錫粉粒度范圍引腳節(jié)距(mm)1.2710.80.650.50.40.075 至0.045mm0.045 至0.020mm0.038 至0.020mm0.025 至0.010mm出處：千住金屬工業(yè)株式會社焊球、焊盤式：BGA、LGA 等焊錫粉粒度范圍引腳節(jié)距(mm)1.2710.80.650.50.40.075 至0.045mm0.045 至0.020mm0.038 至0.020mm

14、0.025 至0.010mm 出處：千住金屬工業(yè)株式會社7.6所需特性1) 回流前制造后隨時間的變化??；印刷性和涂布性良好；涂布后隨時間的變化?。ㄕ承员３謺r間長，形狀不會崩塌）；作為焊劑，與焊錫粉不會分離；焊錫膏制造后，表面不會固化；涂布后坍塌（滲出）少；2) 回流后焊接性好；不良微小焊球少；具有良好的清洗性，不留下焊劑殘渣；即使留下焊劑殘渣，也可確保信賴性；3) 選擇時的注意點在選擇焊錫膏時，要注重其印刷性、焊橋和焊球以及清洗性等方面，請注意以下內(nèi)容：a) 印刷性通常，選擇焊料的粒徑小于金屬印刷板開口寬度的1/4 至1/5 的焊錫粉。如果粘度過高，則會降低焊錫離板性能，發(fā)生焊錫不足；如果粘度

15、過低，則可能會發(fā)生滲出或者焊錫坍塌。因此，作為一般的印刷用途，建議粘度為200 Pas 至300Pas/25C 左右（還要注意觸變性）（Malcom 粘度計）。各種不同用途的焊錫膏特性用途粘度（Pas/25C）焊錫膏分配器100 至300印刷200至300b) 焊橋和不良微小焊球注意焊錫粉的氧化，選擇粒度分布窄的焊錫粉。選擇焊劑內(nèi)溶劑沸點低的焊錫膏，并選擇松香分子量高和焊劑本身含量低的焊錫膏。c) 清洗性松香型焊劑在回流過程中發(fā)生氧化，造成對清洗劑的溶解性降低。因此應(yīng)選擇氧化性較強(qiáng)的松香類焊錫膏。第八章 錫膏保存條件及使用控制 錫膏是一種比較敏感性的焊接材料、污染、氧化、吸潮都會使其產(chǎn)生不同程

16、度變質(zhì)；因此需對錫膏的保存條件及使用環(huán)節(jié)進(jìn)行控制：1）錫膏存放條件控制：a)要求溫度210相對濕度低于50%；b)保存期為56個月，因此需根據(jù)錫膏的生產(chǎn)日期進(jìn)行排列標(biāo)記，并采用先進(jìn)先用原則進(jìn)行使用；對取用及存放均因?qū)嵤┮?guī)范化控制(存放及使用記錄)。2）使用及環(huán)境條件控制：a)從冰箱取出錫膏后，不可以開蓋，防止低溫吸收空氣中水分，且應(yīng)讓其自然升溫解凍(不可以將錫膏放置在任何熱源附近助其解凍)；b)約34小時后，觀察錫膏是否有分層現(xiàn)象；若有，則表明該錫膏已經(jīng)有品質(zhì)問題，需經(jīng)檢驗合格后才能繼續(xù)使用；c)使用前應(yīng)對罐裝錫膏順同一方向用機(jī)器攪拌45分鐘；然后開蓋判斷錫膏的粘度(Viscosity)：用刮

17、勺挑起一些錫膏，高出容器罐三、四英寸，讓錫膏自行往下滴，如果開始時應(yīng)該象稠的糖漿一樣滑落而下，然后分段斷裂落下到容器罐內(nèi)，則表明粘度合適。如果錫膏不能滑落，則太稠，粘度太高；如果一直落下而沒有斷裂，則太稀，粘度太低。粘度太高或太低均應(yīng)對錫膏進(jìn)行調(diào)整(錫膏的標(biāo)準(zhǔn)粘度約為500kcps1200kcps，800kcps比較適用于鋼網(wǎng)絲印，而注射方式則要求粘度要較低方可)；d)已開蓋過的錫膏，原則上一天內(nèi)用完，最長不超過廠家建議的放置時間；e)根據(jù)印制板的幅面及焊點的多少，決定第一次加到網(wǎng)板上的焊膏量，一般第一次加200300克，印刷一段時間后再適當(dāng)加入一點，將錫膏在刀頭上的滾動高度控制在13cm；f)在鋼網(wǎng)上放置超過30分