PCBA加工流程中重要環(huán)節(jié)SMT貼片工藝離不開焊膏的使用，焊膏是PCBA加工中的重要原材料之一，PCBA加工焊膏怎么選擇影響SMT甚至是PCBA成品的質(zhì)量，本文是關(guān)于PCBA加工中焊膏如何選用的探討。
焊膏是由合金焊料粉、糊狀助焊劑均勻混合而成的漿料或膏狀體，因?yàn)榻^大多數(shù)焊膏的主要金屬成份是錫，所以焊膏也叫錫膏。錫膏是SMT工藝中不可缺少的焊接材料，廣泛用于再流焊中。焊膏在常溫下具有一定的粘性，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揮發(fā)，將被焊元器件互聯(lián)在一起形成永久連接。
目前涂布錫膏多數(shù)采用SMT鋼網(wǎng)漏印法，其優(yōu)點(diǎn)是操作簡便、快速、精確、制后即刻可用。但同時也有焊點(diǎn)的可靠性差、易造成虛焊、浪費(fèi)焊膏、成本高等缺點(diǎn)。
一、錫膏的成份
焊膏主要由合金焊料粉末和助焊劑組成。其中合金焊料粉占總重量的85%～90%，助焊劑占15%～20%。
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組成 |
使用的主要材料 |
功能 |
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合金焊料粉 |
Sn-Pb
Sn-Pb-Ag |
元器件和電路的機(jī)械和電氣連接 |
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焊劑系統(tǒng) |
焊劑 |
松香、合成樹脂 |
凈化金屬表面，提高焊劑潤濕性 |
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連接劑 |
松香、松香脂、聚丁烯 |
提供貼裝元器件所需粘性 |
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活化劑 |
硬脂酸、鹽酸、聯(lián)胺、三乙醇胺 |
凈化金屬表面 |
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溶劑 |
甘油、乙二醇 |
調(diào)節(jié)焊膏特性 |
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觸變劑 |
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防止分散、防止爆邊 |
合金焊料粉末
合金焊料粉末是焊膏的主要成分，也是PCBA加工中選擇焊膏最需考慮的因素。常用的合金焊料粉末有錫/鉛(Sn-pb)、錫/鉛/銀(Su-Pb-Ag)、錫/鉛/鉍(Su-Pb-Bi)等，常用的合金成分為63%Sn/37%Pb以及62%Sn/36%Pb/2%Ag。不同合金比例有不同的熔化溫度。
合金焊料粉末的形狀、粒度和表面氧化程度對焊膏性能的影響很大。合金焊料粉末按形狀分成無定形和球形兩種。球形合金粉末的表面積小、氧化程度低、制成的焊膏具有良好的印刷性能。合金焊料粉末的粒度一般在200～400目。粒度愈小，粘度愈大；粒度過大，會使焊膏粘接性能變差；粒度太細(xì)，則由于表面積增大，會使表面含氧量增高，也不宜采用。
助焊劑
在焊膏中，糊狀助焊劑是合金粉末的載體。其組成與通用助焊劑基本相同。為了改善印刷效果和觸變性，有時還需加入觸變劑和溶劑。通過助焊劑中活性劑的作用，能清除被焊材料表面以及合金粉末本身的氧化膜，使焊料迅速擴(kuò)散并附著在被焊金屬表面。助焊劑的組成對焊膏的擴(kuò)展性、潤濕性、塌陷、粘度變化、清洗性質(zhì)、焊珠飛濺及儲存壽命均有較大影響。
二、錫膏的分類
焊膏的品種很多，對在PCBA加工中如何選擇造成一定的困擾，焊膏通常可按以下性能分類：
1、按合金焊料粉的熔點(diǎn)分
最常用的焊膏熔點(diǎn)為178-183℃.隨著所用金屬種類和組成的不同，焊膏的熔點(diǎn)可提高至250℃以上，也可降為150℃以下，可根據(jù)焊接所需溫度的不同，選擇不同熔點(diǎn)的焊膏。
2、按焊劑的活性分
參照通用液體焊劑活性的分類原則，可分為無活性(R)，巾等活性(RMA)和活性(RA)三個等級，根據(jù)PCB和元器件的情況及清洗工藝要求進(jìn)行選擇。
3、按焊膏的粘度分
粘度的變化范圍很尢，通常為100~60OPa·s，最高可達(dá)1000Pa·s以上。依據(jù)施膏工藝手段的不同進(jìn)行選擇。
4、按清洗方式分
按清洗方式分為有機(jī)溶劑清洗、水清洗、半水清洗和免清洗等方式。從保護(hù)環(huán)境的角度考慮，水清洗、半水清洗和免清洗是現(xiàn)在PCBA加工中焊膏選擇和使用的發(fā)展方向。
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類型 |
焊劑和活化劑 |
應(yīng)用范圍 |
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R |
水白松香，非活性 |
航天、軍用 |
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RMA |
松香、非離子性鹵化物 |
軍事和其他可靠性電路組件 |
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RA |
松香、離子性鹵化物 |
消費(fèi)類電子 |
三、表面組裝對錫膏的要求
在PCBA加工中對表面組裝的不同工藝或工序中，要求焊膏具有的性能不盡相同，大體需達(dá)到下述幾點(diǎn)要求：
1、焊膏在印刷前應(yīng)能保持3～6個月。
2、印刷時和再流加熱前應(yīng)具有的性能
? 印刷時應(yīng)具有優(yōu)良的脫模性；
? 印刷時和印刷后焊膏不易坍塌；
? 焯膏應(yīng)具有一定的粘度。
3、再流加熱時應(yīng)具有的性能
? 應(yīng)具有良好的潤濕性能；
? 應(yīng)形成最少量的焊料球；
? 焊料飛濺要少。
4、再流焊接后應(yīng)具有的性能
? 要求焊劑中固體含量越低越好，焊后易清洗干凈；
? 焊接強(qiáng)度高；
? 錫膏質(zhì)量。
四、錫膏的選用原則
錫膏質(zhì)量關(guān)乎SMT加工成品的質(zhì)量，劣質(zhì)、失效錫膏易造成一些焊接缺陷，主要是虛焊問題，如何選擇錫膏，可根據(jù)焊膏的性能和使用要求，參考以下幾點(diǎn)：
1、焊膏的活性可根據(jù)印制電路板表面清潔程度來決定，一般采用RMA級，必要時采用RA級。
2、根據(jù)不同的涂覆方法選用不同粘度的焊膏，一般液體分配器用粘度為100～20OPa·s,絲網(wǎng)印刷用粘度為100～30OPa·s,漏模板印刷用粘度為200～60OPa·s。
3、精細(xì)間距印刷時選用球形、細(xì)粒度焊膏。
4、雙面焊接時，第一面采用高熔點(diǎn)焊膏，第二面采用低熔點(diǎn)焊背，保證兩者相差30～40℃，以防止第一面已焊元器件脫落。
5、當(dāng)焊接熱敏元件時，應(yīng)采用含鉍的低溶點(diǎn)焊膏。
6、采用免洗工藝時，要用不含氯離子或其它強(qiáng)腐蝕性化合物的焊膏。
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