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SMT,錫膏
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貼片機資訊
SMT工藝材料
來源:廣州煌牌自動設備有限公司    日期:2013-03-23    瀏覽量:

  表面組裝材料則是指SMT裝聯中所用的化工材料,即SMT工藝材料.它主要包括以下幾方面內容:錫膏.焊劑和貼片膠等.

  一.錫膏

  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.它是SMT工藝中不可缺少的焊接材料,廣泛用于回流焊中.錫膏在常溫下具有一定的粘性,可將電子元件初粘在既定的位置,在焊接溫度下,隨著溶劑和部分添加劑揮發,將被焊元件與PCB互聯在一起形成永久連接.

  目前涂布錫膏多數采用絲鋼網漏印法,其優點是操作簡便.快速印刷后即刻可用.但其缺陷是:1.難保證焊點的可靠性,易造成虛焊.2.浪費錫膏,成本較高.

  現在有用計算機控制的自動錫膏點涂機可以克服上述缺陷.

  1.錫膏的化學組成

  錫膏主要由合金焊料粉末和助焊劑組成.其中合金焊料粉末占總重量的85%---90%,助焊劑占10%---15%.

  1)合金焊料粉末是錫膏的主要成分.常用的合金粉末如下:

  Sn63%---Pb37%熔解溫度為:183

  Sn62%---Pb36%---Ag2%熔解溫度為:179

  Sn43%---Pb43%---Bi14%熔解溫度為:114-163

  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.錫粉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,制成的錫膏具有良好的印刷性能.錫粉的粒度一般在200—400目.粒度愈小,粘度愈大;粒度過大,會使錫膏粘接性能變差;粒度太細,表面積增大,會使其表面含氧量增高.,也不宜采用.

  下表是SMT引腳間距與錫粉顆粒的關系

  引腳間距/mm0.8以上0.650.50.4

  顆粒直徑/um75以下60以下50以下40以下

  2).助焊劑

  助焊劑是錫粉的載體,其組成與通用助焊劑基本相同.為了改善印刷效果有時還需加入適量的溶劑.通過助焊劑中活性劑的作用,能清除被焊材料表面以及錫粉本身的氧化物,使焊料迅速擴散并附著在被焊金屬表面.助焊劑的組成對錫膏的擴展性.潤濕性.塌陷.粘度變化.清洗性.和儲存壽命起決定性作用.

  2.錫膏的分類

  1).按錫粉合金熔點分

  普通錫膏(熔點178—183度)

  高溫錫膏(熔點250度以上)

  低溫錫膏(熔點150度以下)

  下表是不同熔點錫膏的再流焊溫度

  合金類型熔化溫度/度再流焊溫度/度

  Sn63/Pb37          183         208-223

  Sn60/Pb40          183-190 210-220

  Sn50/Pb50          183-216 236-246

  Sn45/Pb55           183-227 247-257

  Sn40/Pb60          183-238 258-268

  Sn30/Pb70          183-255 275-285

  Sn25/Pb75          183-266 286-296

  Sn15/Pb85          227-288 308-318

  Sn10/Pb90          268-302 322-332

  Sn5/Pb95          305-312 332-342

  Sn3/Pb97          312-318 338-348

  Sn62/Pb36/Ag2       179         204-219

  Sn96.5/Pb3.5  221         241-251

  Sn95/Ag5          221-245 265-275

  Sn1/Pb97.5/Ag1.5  309         329-339

  Sn100          232         252-262

   Sn95/Pb5          232-240 260-270

  Sn42/Bi58          139         164-179

  Sn43/Pb43/Bi14  114-163 188-203

  Au80/Sn20          280         300-310

  In60/Pb40          174-185 205-215

  In50/Pb50          180-209 229-239

  In19/Pb81          270-280 300-310

  Sn37.5/Pb37.5/In25  138         163-178

  Sn5/Pb92.5/Ag2.5  300         320-330

  2).按助焊劑的活性分

  無活性(R)中等活性(RMA)活性(RA)

  3).按清洗方式分

  有機溶劑清洗型水清洗型免清洗型

  3.使用注意事項

  1).儲存溫度:建議在冰箱內儲存溫度為5℃-10℃,請勿低于0℃。

  2).出庫原則:必須遵循先進先出的原則,切勿造成錫膏在冷柜存放時間過長。

  3).解凍要求:從冷柜取出錫膏后自然解凍至少4個小時,解凍時不能打開瓶蓋。

  4).生產環境:建議車間溫度為25±2℃,相對濕度在45%-65%RH的條件下使用。

  5).攪拌控制:取已解凍好的錫膏進行攪拌。機器攪拌時間控制約3分鐘(視攪拌機轉速而定),手工攪拌約5分鐘,以攪拌刀提起錫膏緩慢流下為準。

  6).使用過的舊錫膏:開蓋后的錫膏建議在12小時內用完,如需保存,請用干凈的空瓶子來裝,然后再密封放回冷柜保存。

  7).放在鋼網上的膏量:第一次放在鋼網上的錫膏量,以印刷滾動時不要超過刮刀高度的1/2為宜,做到勤觀察、勤加次數少加量。

  8).印刷暫停時:如印刷作業需暫停超過40分鐘時,最好把鋼網上的錫膏收在瓶子里,以免變干造成浪費。

  9).貼片后時間控制:貼片后的PCB板要盡快過回流爐,最長時間不要超過12個小時.

  4.印刷作業時需要的條件

  1)、刮刀;刮刀質材:最好采用鋼刮刀,有利于印刷在PAD上的錫膏成型和脫膜。

  刮刀角度:人工印刷為45-60度;機器印刷為60度。

  印刷速度:人工30-45mm/min;印刷機40mm-80mm/min。

  印刷環境:溫度在23±3℃,相對濕度45%-65%RH。

  2)、鋼網;鋼網開孔:根據產品的要求選擇鋼網的厚度和開孔的形狀、比例。

  QFP\CHIP:中心間距小于0.5mm和0402的CHIP需用激光開孔。

  檢測鋼網:要每周進行一次鋼網的張力測試,張力值要求在35N/cm以上。

  清潔鋼網:在連續印刷5-10片PCB板時,要用無塵擦網紙擦拭一次。最好不使用碎布。

  3)、清潔劑:IPA溶劑:清潔鋼網時最好采用IPA和酒精溶劑,不能使用含氯成份的溶劑,因為會破壞錫膏的成份,影響整個品質。

  二.助焊劑

  1.助焊劑的特性:

  助焊劑是SMT焊接過程中不可缺少的輔料.在波峰焊中,助焊劑和焊錫分開使用,而回流焊中,助焊劑則作為焊膏的重要組成部分.焊接效果的好壞,除了與焊接工藝.元器件和PCB的質量有關外,助焊劑的選擇是十分重要的.性能良好的助焊劑應具有以下作用:

  (1).去除焊接表面的氧化物,防止焊接時焊錫和焊接表面的再氧化降低焊錫的表面張力.

  (2).熔點比焊料低,在焊料熔化之前,助焊劑要先熔化,才能充分發揮助焊作用.

  (3).浸潤擴散速度比熔化焊料快,通常要求擴展在90%左右或90%以上.

  (4).粘度和比重比焊料小,粘度大會使浸潤擴散困難,比重大就不能覆蓋焊料表面.

  (5).焊接時不產生焊珠飛濺,也不產生毒氣和強烈的刺激性臭味.

  (6).焊后殘渣易于去除,并具有不腐蝕.不吸濕和不導電等特性.

  (7).不沾性,焊接后不沾手,焊點不易拉尖.

  (8).在常溫下貯存穩定.

  2.助焊劑的化學組成:

  傳統的助焊劑通常以松香為基體.松香具有弱酸性和熱熔流動性,并具有良好的絕緣性.耐濕性.無腐蝕性.無毒性和長期穩定性,是不多得的助焊材料.目前在SMT中采用的大多是以松香為基體的活性助焊劑.由于松香隨著品種.產地和生產工藝的不同,其化學組成和性能有較大差異,因此,對松香優選是保證助焊劑質量的關鍵.

  通用的助焊劑還包括以下成分:活性劑.成膜物質.添加劑和溶劑等.

  a.活性劑:

  活性劑是為了提高助焊能力而在焊劑中加入的活性物質.活性劑的活性是指它與焊料和被焊材料表面氧化物起化學反應以便清潔金屬表面和促進潤濕的能力.活性劑分為無機活性劑,如氯化鋅.氯化銨等;有機活性劑,如有機酸及有機鹵化物等.通常無機活性劑助焊性好,但作用時間長.腐蝕性大,不宜在電子裝聯中使用;有機活性劑作用柔和.時間短.腐蝕性小.電氣絕緣性好,適宜在電子裝聯中使用.活性劑含量約為2%-10%,若為含氯化合物,其含氯量應控制在0.2%以下.

  b.成膜物質:

  加入成膜物質,能在焊接后形成一層緊密的有機膜,保護了焊點和基板,具有防腐蝕性和優良的電氣絕緣性.常用的成膜物質有松香.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%,加入過多會影響擴展率,使助焊作用下降.在普通家電或要求不高的電器裝聯中,使用成膜物質,裝聯后的電器部件不清洗,以降低成本,然而在精密電子裝聯中焊后仍要清洗.

  c.添加劑:

  添加劑是為適應工藝和環境而加入的具有特殊物理和化學性能的物質.常用的添加劑有:

  (1).調節劑:為調節助焊劑的酸性而加入的材料,如三乙醇胺可調節助焊劑的酸度;在無機助焊劑加入鹽酸可抑制氧化鋅生成.

  (2).消光劑:能使焊點消光,在操作和檢驗時克服眼睛疲勞和視力衰退.一般加入無機鹵化物.無機鹽,有機酸及其金屬鹽類,如氯化鋅.氯化錫.滑石.硬脂酸銅.鈣等.一般加入量約5%.

  (3).緩蝕劑:加入緩蝕劑能保護印制板和無器件引線,具有防潮.防霉.防腐蝕性能,又保持了優良的可焊性.用緩蝕劑的物質大多是含氮化物為主體的有機物.

  (4).光亮劑:能使焊點發光,可加入甘油.三乙醇胺等,一般加入量約為1%.

  (5).阻燃劑:為保證使用安全,提高抗燃性而加入的材料.

  d.溶劑:

  實用的助焊劑大多是液態的.為此必須將助焊劑的固體成分溶解在一定的溶劑里,使之成為均相溶液.大多采用異丙醇和乙醇作為溶劑.

  用作助焊劑中各種固體成分均具有良好的溶解性.

  (1).對助焊劑中各種固體成分均具有良好的溶解性.

  (2).常溫下揮發程度適中,在焊接溫度下迅速揮發.

  (3).氣味小.毒性小.

  4.助焊劑的分類:

  (1).按狀態分有液態.糊狀和固態三類.

  (2).按用途分有涂刷.噴涂和浸漬三類.

  (3).按助焊劑的活性大小分為未活化.低活化.適度活化.全活化和高度活化五類.

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