第一節(jié)  焊錫膏的簡介

也叫錫膏，英文名solder paste，灰色膏體。焊錫膏是伴隨著SMT應(yīng)運(yùn)而生的一種新型焊接材料，是由焊錫粉、助焊劑以及其它的表面活性劑、觸變劑等加以混合，形成的膏狀混合物。主要用于SMT 行業(yè) PCB表面電阻、電容、IC等電子元器件的焊接。（產(chǎn)業(yè) 規(guī)劃 ）

第二節(jié) 焊錫膏的種類及應(yīng)用

在20世紀(jì)70年代的表面貼裝技術(shù)(Surface Mount Technology，簡稱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。

第三節(jié) 焊錫膏的存在問題

焊膏的回流焊接是用在SMT裝配工藝中的主要板級(jí)互連方法，這種焊接方法把所需要的焊接特性極好地結(jié)合在一起，這些特性包括易于加工、對(duì)各種SMT設(shè)計(jì)有廣泛的兼容性，具有高的焊接可靠性以及成本低等；然而，在回流焊接被用作為最重要的SMT元件級(jí)和板級(jí)互連方法的時(shí)候，它也受到要求進(jìn)一步改進(jìn)焊接性能的挑戰(zhàn)，事實(shí)上，回流焊接技術(shù)能否經(jīng)受住這一挑戰(zhàn)將決定焊膏能否繼續(xù)作為首要的SMT焊接材料，尤其是在超細(xì)微間距技術(shù)不斷取得進(jìn)展的情況之下。下面我們將探討影響改進(jìn)回流焊接性能的幾個(gè)主要問題，為發(fā)激發(fā)工業(yè)界 研究 出解決這一課題的新方法，我們分別對(duì)每個(gè)問題簡要介紹如下：

元件固定

雙面回流焊接已采用多年，在此，先對(duì)第一面進(jìn)行印刷布線，安裝元件和軟熔，然后翻過來對(duì)電路板的另一面進(jìn)行加工處理，為了更加節(jié)省起見，某些工藝省去了對(duì)第一面的軟熔，而是同時(shí)軟熔頂面和底面，典型的例子是電路板底面上僅裝有小的元件，如芯片電容器和芯片電阻器，由于印刷電路板（PCB）的設(shè)計(jì)越來越復(fù)雜，裝在底面上的元件也越來越大，結(jié)果軟熔時(shí)元件脫落成為一個(gè)重要的問題。顯然，元件脫落現(xiàn)象是由于軟熔時(shí)熔化了的焊料對(duì)元件的垂直固定力不足，而垂直固定力不足可歸因于元件重量增加，元件的可焊性差，焊劑的潤濕性或焊料量不足等。其中，第一個(gè)因素是最根本的原因。如果在對(duì)后面的三個(gè)因素加以改進(jìn)后仍有元件脫落現(xiàn)象存在，就必須使用SMT粘結(jié)劑。顯然，使用粘結(jié)劑將會(huì)使軟熔時(shí)元件自對(duì)準(zhǔn)的效果變差。

未焊滿

未焊滿是在相鄰的引線之間形成焊橋。通常，所有能引起焊膏坍落的因素都會(huì)導(dǎo)致未焊滿，這些因素包括：1，升溫速度太快；2，焊膏的觸變性能太差或是焊膏的粘度在剪切后恢復(fù)太慢；3，金屬負(fù)荷或固體含量太低；4，粉料粒度分布太廣；5；焊劑表面張力太小。但是，坍落并非必然引起未焊滿，在軟熔時(shí)，熔化了的未焊滿焊料在表面張力的推動(dòng)下有斷開的可能，焊料流失現(xiàn)象將使未焊滿問題變得更加嚴(yán)重。在此情況下，由于焊料流失而聚集在某一區(qū)域的過量的焊料將會(huì)使熔融焊料變得過多而不易斷開。

除了引起焊膏坍落的因素而外，下面的因素也引起未滿焊的常見原因：1，相對(duì)于焊點(diǎn)之間的空間而言，焊膏熔敷太多；2，加熱溫度過高；3，焊膏受熱速度比電路板更快；4，焊劑潤濕速度太快；5，焊劑蒸氣壓太低；6；焊劑的溶劑成分太高；7，焊劑樹脂軟化點(diǎn)太低。

斷續(xù)潤濕

焊料膜的斷續(xù)潤濕是指有水出現(xiàn)在光滑的表面上（1.4.5.），這是由于焊料能粘附在大多數(shù)的固體金屬表面上，并且在熔化了的焊料覆蓋層下隱藏著某些未被潤濕的點(diǎn)，因此，在最初用熔化的焊料來覆蓋表面時(shí)，會(huì)有斷續(xù)潤濕現(xiàn)象出現(xiàn)。亞穩(wěn)態(tài)的熔融焊料覆蓋層在最小表面能驅(qū)動(dòng)力的作用下會(huì)發(fā)生收縮，不一會(huì)兒之后就聚集成分離的小球和脊?fàn)疃d起物。斷續(xù)潤濕也能由部件與熔化的焊料相接觸時(shí)放出的氣體而引起。由于有機(jī)物的熱分解或無機(jī)物的水合作用而釋放的水分都會(huì)產(chǎn)生氣體。水蒸氣是這些有關(guān)氣體的最常見的成份，在焊接溫度下，水蒸氣具極強(qiáng)的氧化作用，能夠氧化熔融焊料膜的表面或某些表面下的界面（典型的例子是在熔融焊料交界上的金屬氧化物表面）。常見的情況是較高的焊接溫度和較長的停留時(shí)間會(huì)導(dǎo)致更為嚴(yán)重的斷續(xù)潤濕現(xiàn)象，尤其是在基體金屬之中，反應(yīng)速度的增加會(huì)導(dǎo)致更加猛烈的氣體釋放。與此同時(shí)，較長的停留時(shí)間也會(huì)延長氣體釋放的時(shí)間。以上兩方面都會(huì)增加釋放出的氣體量，消除斷續(xù)潤濕現(xiàn)象的方法是：1，降低焊接溫度；2，縮短軟熔的停留時(shí)間；3，采用流動(dòng)的惰性氣氛；4，降低污染程度。

低殘留物

對(duì)不用清理的軟熔工藝而言，為了獲得裝飾上或功能上的效果，常常要求低殘留物，對(duì)功能要求方面的例子包括“通過在電路中測試的焊劑殘留物來探查測試堆焊層以及在插入接頭與堆焊層之間或在插入接頭與軟熔焊接點(diǎn)附近的通孔之間實(shí)行電接觸”，較多的焊劑殘?jiān)?huì)導(dǎo)致在要實(shí)行電接觸的金屬表層上有過多的殘留物覆蓋，這會(huì)妨礙電連接的建立，在電路密度日益增加的情況下，這個(gè)問題越發(fā)受到人們的關(guān)注。

顯然，不用清理的低殘留物焊膏是滿足這個(gè)要求的一個(gè)理想的解決辦法。然而，與此相關(guān)的軟熔必要條件卻使這個(gè)問題變得更加復(fù)雜化了。為了預(yù)測在不同級(jí)別的惰性軟熔氣氛中低殘留物焊膏的焊接性能，提出一個(gè)半經(jīng)驗(yàn)的模型，這個(gè)模型預(yù)示，隨著氧含量的降低，焊接性能會(huì)迅速地改進(jìn)，然后逐漸趨于平穩(wěn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，隨著氧濃度的降低，焊接強(qiáng)度和焊膏的潤濕能力會(huì)有所增加，此外，焊接強(qiáng)度也隨焊劑中固體含量的增加而增加。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)所提出的模型是可比較的，并強(qiáng)有力地證明了模型是有效的，能夠用以預(yù)測焊膏與材料的焊接性能，因此，可以斷言，為了在焊接工藝中成功地采用不用清理的低殘留物焊料，應(yīng)當(dāng)使用惰性的軟熔氣氛。

間隙

間隙是指在元件引線與電路板焊點(diǎn)之間沒有形成焊接點(diǎn)。一般來說，這可歸因于以下四方面的原因：1，焊料熔敷不足；2，引線共面性差；3，潤濕不夠；4，焊料損耗棗這是由預(yù)鍍錫的印刷電路板上焊膏坍落，引線的芯吸作用（2.3.4）或焊點(diǎn)附近的通孔引起的,引線共面性問題是新的重量較輕的12密耳（μm）間距的四芯線扁平集成電路(QFP棗Quad flat packs)的一個(gè)特別令人關(guān)注的問題,為了解決這個(gè)問題,提出了在裝配之前用焊料來預(yù)涂覆焊點(diǎn)的方法(9),此法是擴(kuò)大局部焊點(diǎn)的尺寸并沿著鼓起的焊料預(yù)覆蓋區(qū)形成一個(gè)可控制的局部焊接區(qū),并由此來抵償引線共面性的變化和防止間隙,引線的芯吸作用可以通過減慢加熱速度以及讓底面比頂面受熱更多來加以解決,此外,使用潤濕速度較慢的焊劑,較高的活化溫度或能延緩熔化的焊膏(如混有錫粉和鉛粉的焊膏)也能最大限度地減少芯吸作用.在用錫鉛覆蓋層光整電路板之前,用焊料掩膜來覆蓋連接路徑也能防止由附近的通孔引起的芯吸作

成球不良

BGA成球常遇到諸如未焊滿,焊球不對(duì)準(zhǔn),焊球漏失以及焊料量不足等缺陷,這通常是由于軟熔時(shí)對(duì)球體的固定力不足或自定心力不足而引起。固定力不足可能是由低粘稠,高阻擋厚度或高放氣速度造成的；而自定力不足一般由焊劑活性較弱或焊料量過低而引起。

BGA成球作用可通過單獨(dú)使用焊膏或者將焊料球與焊膏以及焊料球與焊劑一起使用來實(shí)現(xiàn); 正確的可行方法是將整體預(yù)成形與焊劑或焊膏一起使用。最通用的方法看來是將焊料球與焊膏一起使用，利用錫62或錫63球焊的成球工藝產(chǎn)生了極好的效果。在使用焊劑來進(jìn)行錫62或錫63球焊的情況下,缺陷率隨著焊劑粘度,溶劑的揮發(fā)性和間距尺寸的下降而增加，同時(shí)也隨著焊劑的熔敷厚度，焊劑的活性以及焊點(diǎn)直徑的增加而增加，在用焊膏來進(jìn)行高溫熔化的球焊系統(tǒng)中，沒有觀察到有焊球漏失現(xiàn)象出現(xiàn)，并且其對(duì)準(zhǔn)精確度隨焊膏熔敷厚度與溶劑揮發(fā)性，焊劑的活性，焊點(diǎn)的尺寸與可焊性以及金屬負(fù)載的增加而增加，在使用錫63焊膏時(shí)，焊膏的粘度，間距與軟熔截面對(duì)高熔化溫度下的成球率幾乎沒有影響。在要求采用常規(guī)的印刷棗釋放工藝的情況下，易于釋放的焊膏對(duì)焊膏的單獨(dú)成球是至關(guān)重要的。整體預(yù)成形的成球工藝也是很的發(fā)展的前途的。減少焊料鏈接的厚度與寬度對(duì)提高成球的成功率也是相當(dāng)重要的。

第四節(jié)  焊錫膏的注意事項(xiàng)

攪拌

1）手工攪拌：將錫膏從冰箱中取出，待回復(fù)室溫后再打開蓋（在25℃下，約需等三至四個(gè)小時(shí)），以攪拌刀將錫膏完全攪拌。如果封蓋破裂，錫膏會(huì)因吸收濕氣變成錫塊。

2）用自動(dòng)攪拌機(jī)：如果錫膏從冰箱中取出后，只有短暫的回溫，便需要利用自動(dòng)攪拌機(jī)。使用自動(dòng)攪拌，并不會(huì)影響錫膏的特性。經(jīng)過一段攪拌的時(shí)間后，錫膏會(huì)漸漸回溫。如果攪拌時(shí)間過長，可能會(huì)導(dǎo)致錫膏比操作室溫還高，造成錫膏整塊傾倒在板材上，而在印刷時(shí)產(chǎn)生流動(dòng)（bleeding），因此千萬要小心。由于不同的機(jī)器，室溫及其它條件的變化，會(huì)造成需要不同的攪拌時(shí)間，因此在進(jìn)行之前，請準(zhǔn)備足夠的測試。

印刷條件

刮刀 金屬制品或氨基鉀酸脂制品（硬度80-90度）

刮刀角度 50-70度

刮刀速度 20-80㎜/s

印刷壓力 10-200 KPa

安裝時(shí)間

在施印錫膏后六小時(shí)內(nèi)，完成零件安裝工作，如果擱置太久，將導(dǎo)致錫膏硬化，使得零件插置失誤。

注意事項(xiàng)

1） 個(gè)人之生理反應(yīng)、變化不同。為求慎重，在操作時(shí)，應(yīng)盡量避免吸入溶劑在操作時(shí)釋放的煙氣，同時(shí)避免皮膚及粘膜組織接觸太長時(shí)間。

2）錫膏中含有機(jī)溶劑。

3）如果錫膏沾上皮膚，用酒精擦拭干凈后，以清水徹底沖洗。

免責(zé)申明：本文僅為中經(jīng)縱橫 市場 研究 觀點(diǎn)，不代表其他任何投資依據(jù)或執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)等相關(guān)行為。如有其他問題，敬請來電垂詢：4008099707。特此說明。

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