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焊锡膏是什么?
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焊锡膏也叫锡膏,英文名solder paste,呈灰色膏体状。它是伴随着 SMT 应运而生的一种新型焊接材料,焊锡膏是一个复杂的体系,是由焊锡粉、助焊剂以及其它的表面活性剂、触变剂等加以混合,形成的膏状混合物。焊锡膏在常温下有一定的粘性,可将电子元器件粘在既定位置,在焊接温度下,随着溶剂和部分添加剂的挥发,将被焊元器件与印制电路焊盘焊接在一起形成永久连接。主要用于SMT行业PCB表面电阻、电容、IC等电子元器件的焊接。
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关于焊锡膏的分类
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1、以合金粉末的成分可分为有铅和无铅。
有铅焊锡膏有相对熔点低,光洁度好的特点,它常用的合金焊料主要由锡和铅组成,因有铅锡膏焊接后能得到优异的焊接可靠性,和较低的焊接温度,锡、铅合金锡膏被广泛使用。
随着7月欧盟正式实施Rohs(Restriction of Hazardous Substances,全称《关于限制在电子电气设备中使用某些有害成分的指令》)强制性标准,规范相应材料及工艺使之更利于人体健康和环保要求,无铅锡膏开始替代有铅锡膏被广泛应用到各类生产中。
相比有铅锡膏,无铅焊锡膏要求的焊接温度更高,在焊料的成分中,主要由银和铜来代替原来铅的成分,它具有良好的强度、抗疲劳和塑性。在应用时要注意的是,因为此类成分系统能够达到的最低熔化温度是216~217度,在设定焊接工艺温度曲线时要充分考虑焊接温度。
此外,上述两类中均有有银无银之分,含银锡膏的特点是润湿性良好,焊点牢固,能防止器件引脚银镀层的溶蚀,其焊接回流温度在 170-190度之间,焊点的耐热疲劳性要强于无银的合金,含银焊料多用于超高频电路中,如卫星、雷达接收的波导器件等电路中。
2、以合金熔点的高低可以分为高温,中温和低温。
表面贴装过程中,回流曲线的峰值温度通常是由焊锡膏的熔点温度、组装基板和元件的耐热温度决定的。而元件的耐热温度与焊锡膏的熔点温度必须匹配,不同的需求,就需要不同的温度。合金熔点取决于合金粉末的成分及比例,高温的熔点在 305-315 度,中温的熔点在 217-221度,低温的熔点是 138度。
3、以合金粉末的颗粒度可以分为6 种 IPC(国际电子工业联接协会)TYPE。
合金粉末的颗粒度型号对应表 单位:um
合金粉末对焊锡膏的工作性能有很大的影响, 良好的合金粉末的颗粒大小应分布均匀,颗粒形状规则,如果不能达到这些要求,在焊锡膏的使用过程中,将很有可能会影响锡膏印刷、点注以及焊接的效果,丝网印刷在焊锡膏的选择时,合金粉的颗粒的平均尺寸应该不大于印刷丝网网孔尺寸的 1/3,常规电路通常选择 3号粉,其使用率大概在60%左右。
4、以助焊剂的成分可分为免清洗,有机溶剂清洗和水基清洗。
免清洗型助焊剂是一种不含卤化物活性剂,焊接后不需要清洗的新型助焊剂。使用这类助焊剂不但能节约对清洗设备和清洗溶剂的投入,而且还可减少废气和废水的排放对环境带来的污染,所以用免清洗型助焊剂是主流。
有机溶剂清洗和水基清洗的焊锡膏实际就是含有腐蚀性较强的活性助焊剂的焊锡膏,这种焊锡膏在使用中,SMD/SMC(表面贴装元器件)的清洗是不可缺少的,清洗的主要作用是防止电气缺陷的产生以及清除残留的腐蚀物。
5、以焊剂的活性可分为R(非活性)、RMA(中等活性)、RA(全活性)。
非活性(R):由纯松香溶解在合适的溶剂(如异丙醇、乙醇等)中组成,其中没有活性剂,消除氧化膜的能力有限,所以要求被焊件具有非常好的可焊性。
中等活性(RMA):助焊剂中添加的活性剂有乳酸、柠檬酸、硬脂酸等有机酸以及盐基性有机化合物。添加这些弱活性剂后,能够促进润湿的进行,但母材上的残留物仍然不具有腐蚀性,除了具有高可靠性的航空、航天产品或细间距的表面安装产品需要清洗外,一般民用消费类产品(如收录机、电视机等)均不需设立清洗工序。在采用弱活性化松香时,对被焊件的可焊性也有严格的要求。
全活性(RA):在活性化松香助焊剂中,添加的强活性剂有盐酸苯胺、盐酸联氨等盐基性有机化合物,这种助焊剂的活性是明显提高了,但焊接后残留物中氯离子的腐蚀变成不可忽视的问题,所以,在电子产品的装联中一般很少应用。