組裝工藝材料焊料焊膏詳解演示文稿

組裝工藝材料焊料焊膏詳解演示文稿當(dāng)前1頁(yè)，總共44頁(yè)。優(yōu)選組裝工藝材料焊料焊膏當(dāng)前2頁(yè)，總共44頁(yè)。3.1SMT工藝材料的用途與應(yīng)用要求

3.1.2SMT工藝材料的應(yīng)用要求為適應(yīng)SMA的高質(zhì)量和高可靠性要求，在SMT工藝中對(duì)組裝工藝材料有很高的要求，主要有：1、良好的穩(wěn)定性和可靠性；2、能滿足高速生產(chǎn)需要；3、能滿足細(xì)引腳間距和高密度組裝需要；4、能滿足環(huán)保要求；當(dāng)前3頁(yè)，總共44頁(yè)。3.2焊料

3.2.1焊料的作用與潤(rùn)濕焊料：用來(lái)連接兩種兩種或多種金屬表面，同時(shí)在被連接的金屬表面之間起冶金學(xué)橋梁作用的金屬材料。常用焊料一種由2種或3種基本金屬和幾種熔點(diǎn)低于425℃摻雜金屬組成的。焊料能連接兩種金屬，是因?yàn)樗軡?rùn)濕這兩個(gè)金屬表面，同時(shí)在它們中間形成金屬間化合物。潤(rùn)濕是焊接的必要條件當(dāng)前4頁(yè)，總共44頁(yè)。黑色部分是鉛(Pb)白色部分是錫(Sn)錫鉛結(jié)晶表面示意圖Sn/Pb焊料當(dāng)前5頁(yè)，總共44頁(yè)。(1).在較低的溫度下也能夠焊接焊接在只有錫的情況下也可以完成，只是熔錫較困難。純錫的熔解溫度是232℃，純鉛的熔解溫度是327℃，而兩種金屬的合金，只要183℃就開始熔化，使用起來(lái)較方便，不易對(duì)零部件造成熱損傷。(2).機(jī)械強(qiáng)度錫、鉛是柔軟，強(qiáng)度弱的金屬，但是兩種金屬的合金，強(qiáng)度則驟然增大。焊錫為什么使用錫和鉛的合金？當(dāng)前6頁(yè)，總共44頁(yè)。3.2焊料

3.2.1焊料的作用與潤(rùn)濕焊料與金屬表面的潤(rùn)濕程度用潤(rùn)濕角來(lái)描述。潤(rùn)濕角：是溶融焊料沿被連接的金屬表面潤(rùn)濕鋪展而形成的二者之間夾角如下圖所示：焊料潤(rùn)濕的變化情況（a）完全潤(rùn)濕（б=0°）（b）部分潤(rùn)濕（0°＜б＜90°）（c）不潤(rùn)濕（б＞90°）當(dāng)前7頁(yè)，總共44頁(yè)。3.2焊料

3.2.2常用焊料的組成、物理常熟及特性焊料中的合金成分和比例對(duì)焊料的熔點(diǎn)、密度、機(jī)械性能、熱性能和電性能都有顯著的影響。如表所示（見課本85頁(yè)）在錫鉛系焊料中，加入鉍則焊料的最低熔點(diǎn)可以降低到150°左右；錫鉛焊料中錫的含量降至10%以下或在其中加入銀等金屬后，熔點(diǎn)可以升至300℃以上；常用焊料中Sn63/Pb37和Sn62/Pb36/Ag2具有最佳綜合性能；在低熔點(diǎn)焊料中，Sn43/Pb43/Bi14具有較好的綜合性能；當(dāng)前8頁(yè)，總共44頁(yè)。3.2焊料

3.2.2常用焊料的組成、物理常數(shù)及特性

Sn-Pb合金是電子組裝應(yīng)用中最傳統(tǒng)和普通的焊料合金，它們具有合適的強(qiáng)度和可潤(rùn)濕性，但是由于它們會(huì)與銀和金形成脆性的金屬化合物，不宜于焊接銀、銀合金、和金。Sn-Pb焊料的特性：在厚膜電路組裝中，多數(shù)是對(duì)Ag、Au的金屬表面進(jìn)行焊接，由于Ag和Au在焊料中的熔化速度比Pb、Cu更快，故在焊接時(shí)會(huì)出現(xiàn)Ag和Au向焊料中擴(kuò)散溶蝕的現(xiàn)象，因此針對(duì)這種情況，我們應(yīng)該采取低溫短時(shí)間焊接，并選用Ag和Au難熔的焊料。當(dāng)前9頁(yè)，總共44頁(yè)。當(dāng)前10頁(yè)，總共44頁(yè)。焊料的共晶特性：

焊料合金有共晶和非共晶成分，共晶焊料由單熔點(diǎn)焊料合金組成，在某個(gè)熔點(diǎn)范圍內(nèi)固體焊料顆粒和熔融焊料不同時(shí)存在。當(dāng)前11頁(yè)，總共44頁(yè)。3.2焊料

3.2.3SMT焊料的形式和特性要求SMT焊料的形式：

1、膏狀焊料：再流焊工藝中采用的膏狀焊料，我們稱為焊膏；2、棒狀焊料：用于浸漬焊接和波峰焊接；3、絲狀焊料：用于各種烙鐵焊接場(chǎng)合；4、預(yù)成形焊料：用于激光再流焊工藝和普通再流焊工藝中；當(dāng)前12頁(yè)，總共44頁(yè)。卷裝焊錫絲線錫棒當(dāng)前13頁(yè)，總共44頁(yè)。錫膏顆粒放大200倍當(dāng)前14頁(yè)，總共44頁(yè)。含F(xiàn)lux的錫絲如下圖所示在直徑0.3mm~2.0mm的錫線的心部，加入固體的FLUX（助焊劑）。在使用烙鐵手工焊接的時(shí)候，焊錫和FLUX同時(shí)供給。當(dāng)前15頁(yè)，總共44頁(yè)。3.2焊料

3.2.3SMT焊料的形式和特性要求SMT焊料的特性要求：1、其熔點(diǎn)比焊接母材料的熔點(diǎn)低，而且與被焊接材料結(jié)合后不能產(chǎn)生脆化反應(yīng)；2、與大多數(shù)金屬具有良好的親和力，焊料生成的氧化物不會(huì)成為焊接潤(rùn)濕不良的原因；3、其供應(yīng)狀態(tài)適合自動(dòng)化生產(chǎn)；當(dāng)前16頁(yè)，總共44頁(yè)。

3.2焊料焊料合金應(yīng)用注意事項(xiàng)：1、正確選用溫度范圍；2、注意機(jī)械性能的適用性；3、被焊金屬和焊料成分組合形成多種金屬間化合物；4、熔點(diǎn)問(wèn)題；5、防止溶蝕現(xiàn)象的發(fā)生；6、防止焊料氧化和沉積；當(dāng)前17頁(yè)，總共44頁(yè)。3.2焊料我們所說(shuō)的無(wú)鉛焊料，並不是指焊料中百分之百無(wú)鉛，因?yàn)槭澜缟喜淮嬖?00%純度的金屬。所以，無(wú)鉛焊料實(shí)際是指焊料中鉛含量的上限問(wèn)題，ISO9453、JISZ3282、RoHS指令均要求鉛的含量控制在0.1Wt%以下。

無(wú)鉛焊料的定義：當(dāng)前18頁(yè)，總共44頁(yè)。3.2焊料主流無(wú)鉛焊料：Sn/Ag/Cu合金、Sn/Ag/Cu/Bi、Sn/Cu三大類92Sn/3.3Ag/4.7Bi焊料的特點(diǎn)：1、具有更優(yōu)越的強(qiáng)度；2、足夠的塑性和相當(dāng)?shù)目蛊谔匦裕?、其熔點(diǎn)在210℃-215℃；4、濕潤(rùn)特性適合用于表面組裝電路組件(SMA)；

當(dāng)前19頁(yè)，總共44頁(yè)。無(wú)鉛焊錫化學(xué)成份48Sn/52In42Sn/58Bi91Sn/9Zn93.5Sn/3Sb/2Bi/1.5Cu95.5Sn/3.5Ag/1Zn93.3Sn/3.1Ag/3.1Bi/0.5Cu99.3Sn/0.7Cu95Sn/5Sb65Sn/25Ag/10Sb96.5Sn/3.5Ag熔點(diǎn)范圍118°C共熔138°C共熔199°C共熔218°C共熔218~221°C209°~212°C227°C232~240°C233°C221°C共熔說(shuō)明低熔點(diǎn)、昂貴、強(qiáng)度低已制定、Bi的可利用關(guān)注渣多、潛在腐蝕性高強(qiáng)度、很好的溫度疲勞特性高強(qiáng)度、好的溫度疲勞特性高強(qiáng)度、好的溫度疲勞特性高強(qiáng)度、高熔點(diǎn)好的剪切強(qiáng)度和溫度疲勞特性摩托羅拉專利、高強(qiáng)度高強(qiáng)度、高熔點(diǎn)97Sn/2Cu/0.8Sb/0.2Ag226~228°C高熔點(diǎn)無(wú)鉛錫膏熔化溫度范圍：當(dāng)前20頁(yè)，總共44頁(yè)。浸焊、波峰焊：

目前行業(yè)內(nèi)均普遍選用Sn-Cu系二元無(wú)鉛焊料，其中以Sn-0.7Cu(熔點(diǎn)﹕227℃)應(yīng)用最廣?；亓骱福阂话氵x用Sn-3.5Ag或Sn-3Ag-0.5Cu系無(wú)鉛焊料。因?yàn)槭茈娮釉蜔嵝阅艿南拗?，回流焊的峰值溫度一般不能超過(guò)250℃，選用Sn-Ag或Sn-Ag-Cu系的無(wú)鉛焊料，其熔點(diǎn)比Sn-Cu焊料低6℃左右(熔點(diǎn)﹕217℃─221℃)。當(dāng)前21頁(yè)，總共44頁(yè)。3.2焊料無(wú)鉛焊料應(yīng)該具有的基本性能：1、熔點(diǎn)低，合金共晶溫度近似與Sn63/Pb37的共晶溫度，大致為180℃-220℃；2、無(wú)毒或毒性低，現(xiàn)在和將來(lái)都不會(huì)污染環(huán)境；3、熱傳導(dǎo)率和電傳導(dǎo)率與傳統(tǒng)焊料相當(dāng)；4、具有良好的潤(rùn)濕性；5、機(jī)械性能良好，焊點(diǎn)要有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和抗熱老化性能；6、要與現(xiàn)代的焊接設(shè)備和工藝兼容，可在不更新設(shè)備不改變現(xiàn)有工藝的條件下進(jìn)行焊接；7、與目前使用的助焊劑兼容8、焊接后對(duì)各焊點(diǎn)檢修容易；9、成本低，所選的材料能充分供應(yīng)；當(dāng)前22頁(yè)，總共44頁(yè)。3.3焊膏錫膏的定義：錫膏是由合金焊料粉和糊狀助焊劑均勻攪拌而成的膏狀體；焊錫膏主要由金屬合金顆粒（焊粉）、助焊劑、活化劑和黏度活性劑等四部分組成。其中金屬顆粒約占焊錫膏總體積的90％。

當(dāng)前23頁(yè)，總共44頁(yè)。當(dāng)前24頁(yè)，總共44頁(yè)。3.3焊膏錫膏的主要參數(shù):

1合金類型

2錫粉顆粒

3助焊劑類型(殘余物的去除)4錫膏的黏度（一）合金焊料粉常用的合金焊料粉有以下幾種：錫一鉛(Sn—Pb)、錫一鉛一銀(Sn—Pb一Ag)、錫一鉛一鉍(Sn—Pb—Bi)等。

當(dāng)前25頁(yè)，總共44頁(yè)。錫粉參數(shù):

a.錫粉顆粒直徑大小

b.顆粒形狀

c.大小分布

d.氧化比率3.3焊膏當(dāng)前26頁(yè)，總共44頁(yè)。a.錫粉顆粒直徑大小:電鏡掃描IPCJ-STD-006定義球形錫粉的直徑尺寸是長(zhǎng)寬比率小于1.5倍。3.3焊膏Optimum當(dāng)前27頁(yè)，總共44頁(yè)。

Good Poor越圓越好越小越均勻越好(流動(dòng)性佳，成形佳)氧化層越薄越好

3.3焊膏b.錫粉顆粒形狀:當(dāng)前28頁(yè)，總共44頁(yè)。目數(shù)：MeshConcept——描述顆粒大小在國(guó)內(nèi)焊錫膏生產(chǎn)廠商多用錫粉的“顆粒度”來(lái)對(duì)不同錫膏進(jìn)行分類，而很多國(guó)外廠商或進(jìn)口焊錫膏多用“目數(shù)（MESH）”的概念來(lái)進(jìn)行不同錫膏的分類。目數(shù)（MESH）基本概念是指篩網(wǎng)每一平方英寸面積上的網(wǎng)孔數(shù)；在實(shí)際錫粉生產(chǎn)過(guò)程中，大多用幾層不同網(wǎng)眼的篩網(wǎng)來(lái)收集錫粉，因每層篩網(wǎng)的網(wǎng)眼大小不同，所以透過(guò)每層網(wǎng)眼的錫粉其顆粒度也不盡相同，最后收集到的錫粉顆粒，其顆粒度也是一個(gè)區(qū)域值；

從以上概念來(lái)看，錫膏目數(shù)指標(biāo)越大，該錫膏中錫粉的顆粒直徑就越小；而當(dāng)目數(shù)越小時(shí)，就表示錫膏中錫粉的顆粒越大；

200mesh325mesh500mesh-200+325-325+500當(dāng)前29頁(yè)，總共44頁(yè)。3.3焊膏c.錫粉大小分布:

焊料顆粒的尺寸一般為-200目/+325目，在有0.5mm腳間距的器件印刷錫膏時(shí)，焊料顆粒尺寸應(yīng)比常規(guī)小，可以選用顆粒尺寸是-325目+500目的焊膏。

粉粒等級(jí)網(wǎng)眼大小顆粒大小IPCTYPE2-200+325 45-75微米IPCTYPE3-325+50025-45微米IPCTYPE4-400+63520-38微米d:錫粉的氧化：合金焊料粉末氧化引起錫珠當(dāng)前30頁(yè)，總共44頁(yè)。當(dāng)前31頁(yè)，總共44頁(yè)。焊粉的選擇金屬含量較高(大于90％)時(shí)，可以改善焊錫膏的塌落度，有利于形成飽滿的焊點(diǎn)，并且由于焊劑量相對(duì)較少，故可減少焊劑殘留物，有效防止焊球的出現(xiàn)，其缺點(diǎn)是對(duì)印刷和焊接工藝要求較嚴(yán)格。金屬含量較低(小于85％)時(shí)，印刷性好，焊錫膏不易粘刮刀，漏板壽命長(zhǎng)，潤(rùn)濕性好，加工較易；缺點(diǎn)是易塌落，易出現(xiàn)焊球和橋接等缺陷。一般，由印刷鋼板或網(wǎng)板的開口尺寸或注射器的口徑來(lái)決定所選焊錫粉顆粒的大小和形狀。不同的焊盤尺寸和元器件引腳應(yīng)選用不同顆粒度的焊料粉當(dāng)前32頁(yè)，總共44頁(yè)。（二）焊錫膏中的焊劑優(yōu)良焊劑應(yīng)具備的條件●高的沸點(diǎn)，以防止焊膏在回流焊的過(guò)程中出現(xiàn)噴射；●高的黏稠性，以防止焊膏在存放過(guò)程中出現(xiàn)沉淀；●低鹵素含量，以防止回流焊后腐蝕焊點(diǎn)；●低的吸潮性，以防止焊膏在使用過(guò)程中吸收空氣中的水蒸氣。當(dāng)前33頁(yè)，總共44頁(yè)。（二）焊錫膏中的焊劑焊劑的組成它由成膜物質(zhì)、溶劑、活化劑（表面活性劑、催化劑）、界面劑（緩蝕劑、穩(wěn)定劑、抗氧化劑、觸變劑）等組成，其中：成膜物質(zhì)：能在焊接后形成一層緊密的有機(jī)膜，保護(hù)了焊點(diǎn)和基板，具有防腐蝕性和優(yōu)良的電氣絕緣性。常用的成膜物質(zhì)有松香、酚醛樹脂、丙烯酸樹脂、氯乙烯樹脂、聚氨酯等。一般加入量在10%～20%，在普通家電或要求不高的電器裝配中使用成膜物質(zhì)后的電器部件可不清洗以降低成本，而在精密電子裝配完成后仍要清洗?；罨瘎菏且环N酸或能隨熱而產(chǎn)生酸的成分，去除被焊接金屬表面的氧化物，在加熱過(guò)程中避免被焊接金屬表面和焊錫發(fā)生二次氧化。溶劑：讓各種成分保持在溶解的狀態(tài)的載體，大多采用異丙醇或乙醇。界面劑：在發(fā)泡的應(yīng)用上，可以維持細(xì)小而且均勻的泡沫，降低表面張力，增加焊劑在被焊接金屬表面的濕潤(rùn)性；當(dāng)溶劑在預(yù)熱階段揮發(fā)時(shí)，可使活性劑均勻地沉積分布在電路板的焊錫面上。當(dāng)前34頁(yè)，總共44頁(yè)。（二）焊錫膏中的焊劑當(dāng)前35頁(yè)，總共44頁(yè)。焊膏分類：

可根據(jù)焊膏合金成分、不同使用溫度、不同的焊接系統(tǒng)進(jìn)行分來(lái)，按焊劑活性可分為：R、RMA、RA幾種類型，R型一般用于航天、軍事，RMA一般用于高可靠性電路組件，RA型用于一般的消費(fèi)電子。根據(jù)焊劑的成份分﹕松香型錫膏、免洗型錫膏、水溶性型錫膏\溶劑型錫膏。根據(jù)回焊溫度分﹕高溫錫膏、常溫錫膏、低溫錫膏。根據(jù)金屬成份分﹕含鉛錫膏Sn62/Pb36/Ag2或Sn63/Pb37，無(wú)鉛錫膏Sn96.5/Ag3/Cu0.5。當(dāng)前36頁(yè)，總共44頁(yè)。焊膏的熔點(diǎn)與焊接溫度：

焊膏的熔點(diǎn)與合金焊料的成分有關(guān)，成分不同，焊膏的熔點(diǎn)也會(huì)不同，同時(shí)，在實(shí)際生產(chǎn)中，焊膏焊接的溫度設(shè)置就會(huì)不同，同時(shí)，焊接的效果也會(huì)不同。當(dāng)前37頁(yè)，總共44頁(yè)。當(dāng)前38頁(yè)，總共44頁(yè)。把能隨意改變形態(tài)或任意分割的物體稱為流體。研究流體受外力而產(chǎn)生形變與流動(dòng)行為規(guī)律和特征的科學(xué)稱為流變學(xué)。在工程中則用黏度來(lái)表征流體黏度性的大小。錫膏黏度對(duì)錫膏性能的影響：當(dāng)前39頁(yè)，總共44頁(yè)。當(dāng)前40頁(yè)，總共44頁(yè)。焊錫膏的存儲(chǔ)和使用當(dāng)前41頁(yè)，總共44頁(yè)。焊錫膏使用時(shí)要注意以下幾點(diǎn)：

（1）焊錫膏購(gòu)買到貨后，應(yīng)登記到達(dá)時(shí)間、保質(zhì)期、型號(hào)，并為每罐焊錫膏編號(hào)。（2）焊錫膏應(yīng)以密封形式保存在恒溫和恒濕的冰箱內(nèi)，溫度約為2～10℃。溫度過(guò)高，焊劑與合金焊料粉