焊锡膏及其使用

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1、Assistant Services ManagerQualitek Electronic Shenzhen Co.,LTD.1锡膏成分简述（5分钟）锡膏的主要参数（30分钟）锡膏品质（10分钟）锡膏的使用（15分钟）一般SMTSMT不良的对策（15分钟）综述&讨论（?分钟）2锡膏成分简述锡膏成分简述-1-1 是一种均匀、稳定的锡合金粉、助焊剂、以及溶剂的混合物。在焊接时可以形成合金性连接。这种物质极适合表面贴装的自动化生产的可靠性焊接，是现电子业高科技的产物。锡膏的定义3锡膏成分简述锡膏成分简述-2-210助焊膏和90锡粉的重量比4锡膏成分简述锡膏成分简述-3-350助焊膏与50锡粉的体积体

2、积比5锡膏的主要参数1.合金类型2.锡粉颗粒3.助焊剂类型4.(残余物的去除)5.使用方法（包装）6锡膏的主要参数1al 温度范围 a 固相 b 液相l 基质兼容性l 焊接强度（结合力）7锡膏的主要参数1bn锡铅合金的二元金相图 A 共熔组成在Pb37/Sn63合金,此是固态与 液态 直来直往的,无浆状存在，且熔点低在183C。B 纯铅的MP为327C，纯锡2320C，当形成合金时，则其MP下降以共晶点为最低。8锡膏的主要参数1cn常用合金 n 电子应用方面超过90%的是：Sn63/Pb37、Sn62/Pb36/Ag2 、或 Sn60/Pb40n 2%的银合金随含Ag引脚和焊垫应用的增加而增加

3、。n银合金常用于锡铅合金产生弱粘合的场合 9锡膏的主要参数1d其它应用合金其它应用合金 Sn43/Pb43/Bi14 低温应用Sn42/Bi58Sn96/Ag4 高温、无铅、高张力Sn95/Sb5Sn95.5/Ag4/Cu0.5Sn10/Pb90Sn10/Pb88/Ag2 高温、高张力、低价值Sn5/Pb93.5/Ag1.510锡膏的主要参数1e各合金参数表各合金参数表 Solldus()Liquidus()Solldus()Liquidus()183193292292183183287296183190296301183216299304183238309309185255221221183

4、266235240268302138138308312144163179179118131268290160174290310174185300310162162303303Melting Range09alloy compositionMelting RangeMushy Range()alloy composition500501913141110073355708334455Sn/90Pb/5Ag5Sn/92.5Pb/2.5Ag5Sn/93.5Pb/1.5Ag2Sn/95.5Pb/2.5Ag1Sn/97.5Pb/1.5Ag96.5Sn/3.5Ag95Sn/5Pb42Sn/58Bi43Sn

5、/43Pb/14Bi52Sn/48In70In/30Pb02220070Sn/30Pb63Sn/37Pb60Sn/40Pb50Sn/50Pb40Sn/60Pb30Sn/70Pb25Sn/75Pb10Sn/90Pb5Sn/95Pb97.5Sn/2.5Ag0Mushy Range()62Sn/36Pb/2Ag10Sn/88Pb/2Ag90Sn/5In/5Ag92.5Sn/5In/2.5Ag60In/40Pb70Sn/18Pb/12In1011锡膏的主要参数2n锡粉参数12锡膏的主要参数2an电镜扫描nIPC J-STD-006 定义球形锡粉的直径尺寸是长宽比率小于1.5倍Optimum13锡膏的主

6、要参数2a1粉粒等级 网眼大小 颗粒大小IPC TYPE 2 -200+325 45-75 微米IPC TYPE 3 -325+500 25-45微米IPC TYPE 4 -400+635 20-38微米 2型用于标准的SMT，间距为50mil，当间距小到30mil时，必须用3型焊膏 3型用于小间距技术（30mil-15mil）,在间距为15mil或更小时，要用4型焊膏 这即是UFPT（极小间距技术）14锡膏的主要参数2b Good Poor15锡膏的主要参数2cType 3(25-45m)Distribution of Particles of Solder Powder0246810121

7、357911131517192123252729313335373941434547Particles Diameter(um)Relative Weight%Mesh Size 325/50016锡膏的主要参数2c1Distribution of Particles in Solder Powder0246810121357911131517192123252729313335373941434547Particle Diameter(um)Relative weight%Mesh Size 400/635Type 4(20-38m)17锡膏的主要参数2c2Mesh18锡膏的主要参数2c32

8、00 mesh325 mesh500 mesh-200+325-325+500 Mesh Concept19锡膏的主要参数2d1锡粉表面氧化重量测试锡粉表面氧化重量测试锡粉称重锡粉称重样品熔化样品熔化去除焊剂及杂质去除焊剂及杂质称重余量称重余量换算比换算比Type 3小于小于 0.17%20锡膏的主要参数2d2Sample%Oxide-325+5000.07-400+6350.1121锡膏的主要参数2dan科利泰锡粉科利泰锡粉22锡膏的主要参数2db23SampleResult-325+500Pass-400+635PassSolder Ball Test Result24锡膏的主要参数3an

9、助焊膏性能 与基质的兼容性 热分解性/减少程度 粘度/黏度 流动性 可接纳的载金量 与热传递机制的一致性 与常用清洗溶剂及设备的兼容性25锡膏的主要参数3bn助焊膏类型免洗（NC）水洗（WS或OA）中等活性松香（RMA）活性松香型（RA）目前在电子制造业方面，免洗和水洗型焊锡膏占有率超过90%26锡膏的主要参数3cn各类型之成分比较 RA和RMA 配方是相似的。然而，RA 含有卤化物活性剂。水溶性助焊剂含有高的活化剂。免洗类似于RA、RMA，除在松香树脂含量上不同。其它成份是表面活化剂、增稠剂、增韧剂等F Fl lu ux x C Co om mp po os si it ti io on n

10、0%20%40%60%80%100%RARMAWSNC 松 香/松 香 脂 溶 剂 活 化 剂 其 它27松香的化学结构n松松 香香（脂）（脂）酸酸 包含活性机能、有机物组成份-COOH，-NH2，-NHR，-NR2助焊剂强度（力度）取决于：分子结构 物理特性 周边的媒介物 基质的相容性 加热相容性28锡膏的主要参数3dn焊膏添加剂 卤化物：去除铜面氧化物（活化剂）中性有机酸：活化锡铅表面（活化剂）胺类：活化银表面（活化剂）有机酸：高温下配合FLUX除污（活化剂）氯化物：活性强过RMA（活化剂）溶剂：溶解固化物、活性剂，需有挥发性（坍塌、空洞、危害人体）黏度改质剂（触变剂）：印刷成型润湿剂：S

11、older Paste与PAD间的易接触，便于残渣清洗增黏剂：保持贴片后REFLOW前的黏性防氧化剂：防锡粉氧化，属酚类表面活剂：降低焊剂的表面张力，增加焊剂对焊粉和焊垫的亲润性其它添加剂：锡膏制造商的专利29锡膏的主要参数4an包装方式30锡膏的主要参数4bn包装方式31锡膏的品质测试a铜镜测试：测助焊剂腐蚀性的强弱，敷在长方形的玻璃（专制）230C20C 50%5%RH。铬酸银试：测氯化物或溴化物的存在，白色或淡黄色表示有，如 有胺类影响需先以PH试纸测验PH3。金属含量：IPC-SP-819规定75-92%误差1%内。称熔融前后的重量。黏度测试：Brookfield及Malcolm测量计

12、测量。单位centipoise(CPS)。深度5cm250C0.250C回温4HS。Brookfield转速5RPM 旋浆下沉2.8cm转10分钟，取最后两个的平均值。32锡膏的品质测试b坍塌测试：测在室温中及在熔焊中，印着形态的保持。印在毛玻璃 上3个直径0.65cm,厚度0.25mm两块，分别置于25C 5C，50%RH50-70分钟及5-10分钟后置于100C5C，102分钟，不可增大原形的10（IPC-SP-819）。锡球测试：检查锡膏熔焊后能否形成一个大球体而不夹杂小球体或 碎叶。坍塌试验后的板在20秒内熔化，以20-30倍放大镜 ，中央主球体直径大于90mil(2.3mm),小球径

13、70。33锡膏生产流程Paste flux Mfg.-No clean-Water soluble-RMAScrapQC-PH-Conductivity-Sliver ChromateSolder Paste MFG.-Paste flux-Solder powderQCViscosity-Slump-Solder ballQACPacking LabelingShip to customerRejectReject SolderabilityAcceptAccept34Test for TacknUtilize standard Malcolm TK-1 Tackiness Tester w

14、ith IPC Insertion PointVLoad SensorProbeCircuit boardCopper platingPaste35Tack Test ResultTack(gm)Tack(gm)Tack(gm)Tack(gm)Sample0 hr2 hr4 hr8 hr150.478.584.884.8262.897.0107.3112.2359.271.378.678.6466.986.296.296.2552.655.360.750.9664.371.678.070.0740.349.656.059.3853.261.688.486.236Tack Result Char

15、t4060801001200 hr2 hr4 hr8 hrSample 1Sample 2Sample 3Sample 4Sample 5Sample 6Sample 7Sample 837Tack Result Chart4060801001200 hr2 hr4 hr8 hrNo Clean A Type 3No Clean A Type 4No Clean A Type 3No Clean A Type 438Tack Result Chart4060801000 hr2 hr4 hr8 hrNo Clean B Type 3No Clean B Type 4No Clean B Typ

16、e 3No Clean B Type 439Tack Result Chart4060800 hr2 hr4 hr8 hrWater Soluble AType 3Water Soluble AType 4Water Soluble A Type 3Water Soluble A Type 440Tack Result Chart4060801000 hr2 hr4 hr8 hrWater Soluble BType 3Water Soluble BType 4Water Soluble B Type 3Water Soluble B Type 441锡膏使用n使用的建议环境的温、湿度：环境的

17、温、湿度：最佳温度：22-24oC 最佳湿度：45-65%RH温度增高，黏度减低 湿度减低，焊膏变干温度减低，黏度增大 湿度增加，焊膏起化学反应42锡膏使用n储存建议储藏2-18oC之间自生产日期起免洗-6个月&水洗-3个月 不要把储存温度放在0度以下，这样在解冻上 会危及锡膏的流变特征。43锡膏使用n使用建议1、保证在各种模式下正确使用锡膏 -检查锡膏的类型、合金类型和网目类型 -不同的焊膏适用于不同的应用模式或生产2、锡膏从冰箱拿出解冻到室温最少需要4个小时，在存储期间，锡膏不可低于0度 -避免结晶 -保证锡膏到可使用的条件 -预防锡膏结块 -不过在解冻后，使用过的和未使用的焊膏都可以恢复

18、它本来的性能。(备注：参照后面锡膏存储寿命)3、在使用之前，要完全、轻轻地搅拌锡膏，通常是1分钟 -使锡膏均匀4、在使用时的任何时候，只保证只有1瓶锡膏开着 -在生产的所有时间里，保证使用的是新鲜锡膏5、对开过盖的和残留下来的锡膏，在不使用时，内、外盖一定是紧紧盖着的。-预防锡膏变干和氧化，延长在使用过程中锡膏的自身寿命6、在使用锡膏时，实行“先进先出”的工作程序。-使用锡膏一直处于最佳性能状态7、确保锡膏在印刷时是“热狗”式滚动，“热狗”的厚度约等于1/2到3/4个金属刮刀的高度。-监测锡膏粘度的指导方法 -正确的滚动可以确保焊膏漂亮的印刷到钢网的开口处8、印有锡膏的PCB，为保证锡膏的最佳

19、焊接品质,在1个小时内流到下一个工序 -防止锡膏变干和粘度减少44锡膏使用bn使用 9、在锡膏不用超过1个小时,为保持锡膏最佳状态，锡膏不要留在钢网上。-预防锡膏变干和不必要的钢网堵孔 10、尽量不要把新鲜锡膏和用过的锡膏放入同一个瓶子。当要从钢网收掉锡膏时，要换另一个空瓶来装。-防止新鲜锡膏被旧锡膏污染 -对于使用过的锡膏的保存方法，参见前面的“储存”程序；-重新使用旧锡膏的方法，参见本章节的步骤1-4；11、建议新、旧锡膏混合使用时，用1/4的旧锡膏与3/4的新鲜锡膏均匀搅拌在一起。-保持新、旧锡膏在混合在一起时都处于最佳状态锡膏存储寿命锡膏存储寿命 环境：18-28 RH ：30-60

20、i)未开盖 建议未开盖的锡膏在上面所说的环境下最长放置的寿命：a)免洗：5-7天 b)水洗：2-3天ii)开盖（但未用）当把外盖打开，就不再是密封环境了。取出内盖，再把内盖和外盖都放回去。这样做的话，寿命为：a)免洗：1-2天 b)水洗：-1天iii)开盖（已使用）焊膏已在钢网上印刷。这要参照锡膏在钢网上的寿命：a)免洗：8-12小时 b)水洗：4-6小时45一般SMT不良n印刷搭桥（连锡）搭桥（连锡）锡粉量少、黏度低、粒度大、室温度、印膏太厚度、放置压力过大。发生皮屑发生皮屑焊膏助焊剂中的活化剂太强，环境温度太高及铅量太多时，会造成粒子外层上的氧化亮被剥脱所致。膏量太多膏量太多原因与“搭桥”类似膏量不足膏量不足常在钢板印刷时发生，可能是网布的丝径太粗，版膜太薄等原因。46一般SMT不良an印刷粘著力不足（粘度）环境温度高、风速大、造成锡膏中溶剂遗失太多，以及锡粉粒度太大等的问题。坍塌原因与“搭桥”类似模糊形成的原因与搭桥或坍塌很类似，但印刷施工不善的原因居多，如压力太大、架空高度不足等。47May 200248