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SMT核心材料 | 焊锡膏基础知识科普

SMT是表面组装技术(表面贴装技术)Surface Mount Technology的缩写,是目前电子组装行业里最流行的一种技术和工艺。

SMT技术主要包括:锡膏印刷、精确贴片、回流焊接。其中,锡膏印刷质量对SMT产品的质量影响很大。据业内评测分析约有60%的返修板子是因锡膏印刷不良引起的。所以,针对于锡膏本身的研究,对优化SMT工艺关键环节、提高产品质量有着重要意义。

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图1 锡膏印刷示意图      图2 焊点腐蚀异常

一、焊锡膏的组成

焊锡膏是将焊料粉末与具有助焊功能的糊状助焊剂(松香、稀释剂、稳定剂等)混合而成的一种浆料。就重量而言,80~90%是金属合金,就体积而言,金属和焊剂各占50%。

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图3锡膏颗粒形貌图(SEM)(左)

图4 锡粉表面包覆示意图 (右)


焊锡膏的焊剂是锡粉颗粒的载体,它供应最合适的流变性与湿度,促进热量传递到SMT贴片区,缩减焊料的液体表面张力。在这当中不一样的成分表现出不同的作用:

①溶剂:该成分焊剂成分的溶剂,在锡膏的搅伴操作过程上具有自动调节均匀的的作用,对焊锡膏产品寿命有较大影响。
②树脂:起到加大锡膏粘结性,还有修复和防止焊后PCB再度氧化性的重要作用,该项基本成分对零件固定达到至关重要的作用。
③活化剂:起到去除PCB铜膜通孔表层及零件SMT贴片部位的氧化性物质的作用,同时具有缩减锡、铅液体表面张力的功效。

④触变剂:自动调节焊锡膏的粘度,在印刷中起到防止拖尾、粘连等情况的的重要作用。


二、焊锡膏的分类

锡膏的质量也会直接影响到SMT贴片加工的焊接质量,并且针对不同的生产工艺和产品也需要选择不同种类的锡膏。常见的锡膏分类如下:

分类方法

锡膏细分类

指标、特点

铅含量

有铅锡膏

如:SnPb63:37

无铅锡膏

如:SnAgCu96.5:3:0.5

合金焊料熔点

高温锡膏

>217℃

中温锡膏

173~200℃

低温锡膏

138~173℃

清洗方式

有机溶剂清洗类

松香焊膏

水清洗类

活性较强

半水清洗类

一般不含Cl离子、比较环保

免清洗类

焊剂活性

R级 无活性

航天、航空产品焊接

RMA级 中度活性

军事、高可靠性电路组件

RA级 完全活性

消费类电子产品

SRA级 超活性

其他

按黏度、合金颗粒大小分类


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图5 松香助焊剂红外谱图    图6 无铅焊锡膏


三、焊锡膏检测项目

SMT贴片加工过程中,为保证产品成型质量高,对于焊膏有许多要求,比如:需要良好的润湿性能,即选用焊剂中活性剂和润湿剂成分,以便达到润湿性能要求等,针对各项指标,焊锡膏的常规测试项目如下:

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图7 回流焊中的“锡珠”现象 (左)  图8 电子元器件IC芯片“桥连”现象(右)


结语:新材料产业是支撑我国经济发展和产业结构转型升级的基础性、先导性、战略性产业。随着我国电子信息产业快速发展,与之相关的电子新材料产业也迎来高速发展。其中,锡膏的国产替代进程也在逐步加快。未来,性能更优、更环保的锡膏将广泛应用于所有涉及印刷电路板的电子行业制造流程中,为产品集成化拓展了更大的设计自由度和想象空间。

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