表面貼裝技術(SMT)錫膏助焊劑成分作用(錫膏助焊劑清洗的必要性探討)
表面貼裝技術(SMT)主要包括:錫膏印刷,精確貼片,回流焊接. 其中錫膏印刷質量對表面貼裝產品的質量影響很大,據業內評測分析約有60%的返修板子是因錫膏印刷不良引起的,在錫膏印刷中,有三個重要部分,焊膏、鋼網模板、和印刷設備,如能正確選擇,可以獲得良好的印刷效果錫膏的應用涂布工藝,可分為兩種方式:一種是使用鋼網作為印刷版把錫膏印刷到PCB上,適合大批量生產應用,是目前最常用的涂布方式;另一種是注射涂布,即錫膏噴印技術,與鋼網印刷技術最明顯的不同就是噴印技術是一種無鋼網技術,獨特的噴射器在PCB上方以極高的速度噴射錫膏,類似于噴墨打印機。
一、SMT錫膏的成份:錫膏是將焊料粉末與具有助焊功能的糊狀助焊劑(松香、稀釋劑、穩定劑等)混合而成的一種漿料。就重量而言,80~90%是金屬合金就體積而言,50%金屬 / 50%焊劑
(一).SMT錫膏的成份:
金屬合金以往,焊料的金屬粉末主要是錫鉛(Sn/Pb)合金粉末,伴隨著無鉛化及ROHS綠色生產的推進,有鉛錫膏已漸漸淡出了SMT制程,對環境及人體無害的ROHS對應的無鉛錫膏已經被業界所接受。
1. 目前,ROHS無鉛焊料粉末成份,是由多種金屬粉末組成,目前的幾種無鉛焊料配比共晶有,錫Sn-銀Ag-銅Cu、錫Sn-銀Ag-銅Cu-鉍Bi、錫Sn-鋅Zn,其中錫Sn-銀Ag-銅Cu配比的使用最為廣泛。
2. 錫Sn-銀Ag-銅Cu:具有良好的耐熱疲勞性和蠕變性,熔化溫度區域狹窄;不足的是冷卻速度較慢,焊錫表面易出現不平整的現象。錫Sn-銀Ag-銅Cu-鉍Bi:熔點較Sn-Ag-Cu合金低,潤濕性較Sn-Ag-Cu合金良好,拉伸強度大;缺點熔化溫度區域大。
3. 錫Sn-鋅Zn:低熔點,較接近有鉛錫膏的熔點溫度,成本低;缺點是潤濕性差,容易被氧化且因時間加長而發生劣化。
(二)助焊劑的主要作用:
1.使金屬顆粒成為膏狀,以適應印刷工藝;
2.控制錫膏的流動性;
3.清除焊接面和錫膏的氧化物,提高焊接性能;
4.減緩錫膏在室溫下的化學反應;
5.提供穩固的SMT貼片時所需要的粘著力;
二、SMT錫膏的物理特性粘性:錫膏具有粘性,常用的粘度符號為:μ;單位為:kcp.s 錫膏在印刷時,受到刮刀的推力作用,其粘度下降,當到達網板開口孔時,粘度達到最低,故能順利通過網板孔沉降到PCB的焊盤上,隨著外力的停止,錫膏的粘度又迅速的回升,這樣就不會出現印刷成型的塌落和漫流,得到良好的印刷效果。粘度是錫膏的一個重要特性,從動態方面,在印刷行程中,其粘性越低對流動性越好,易于流入鋼網孔內;從靜態方面考慮,印刷后,錫膏停留在鋼網孔內,其粘度高,則保持其填充的形狀,而不會往下塌陷。
三、影響錫膏粘度的因素:錫膏合金粉末含量對粘度的影響,錫膏中合金粉末的增加引起粘度的增加。錫膏合金粉末顆粒大小對粘度的影響,顆粒度增大時粘度會降低。溫度對錫膏粘度的影響,溫度升高粘度下降,印刷的最佳環境溫度為23±3 ℃。剪切速率對錫膏粘度的影響,剪切速率增加粘度下降。
四、錫膏粉末的顆粒度:根據PCB的組裝密度(有無窄間距)來選擇錫膏合金粉末的顆粒度,常用的合金粉末顆粒的尺寸分為四種顆粒度等級。
五、錫膏助焊劑殘留物的清洗必要性:
現如今,電子產品領域的革新正在發生,消費類產品的使用環境發生了很大變化,在很大程度上可謂是存在于惡劣的環境中。比如數億家庭所使用的智能電表充滿著電子元件,按使用要求只能存在于戶外環境。牙刷、冰箱、內置于足球和網球拍中的加速度計量器等也聚集著電子元件,所有這些產品都會經歷惡劣的環境條件。每當溫度或濕度變化時,殘留物耐受量就會減少。通常情況下,對1級電子產品的可靠性沒有很高的期望值,但當我們將它們置于室外,情況就變了,惡劣環境會導致它們失效。
從技術角度的觀點來看,我們所定義的免洗助焊劑和免洗錫膏,都是依據相關的技術標準來定義的(比如IPC,JIS標準),特別是滿足腐蝕性和表面絕緣電阻等技術指標,那么可以稱為免洗錫膏和免洗助焊劑。所以并不是常人所能看到的殘留物多少來定義免洗還是清洗,比方說:滿足銅鏡實驗、絕緣電阻的指標特別是高溫高濕后的絕緣電阻數據指標,達到標準要求就可稱為免洗錫膏和免洗助焊劑,不能滿足的不可稱為免洗錫膏或助焊劑。從規范的角度來說,市面上稱為免洗錫膏和助焊劑的產品,視同是能夠滿足(比如IPC,JIS標準)標準條件下所定義的。
隨著技術發展的更新迭代和市場需求不斷提高,PCBA電路板(線路板)電子組件產品體積越來越小,重量越來越輕,功能越來越強大,密度越來越高,腳間距越來越小。原來所使用的焊接材料如助焊劑和錫膏,在更高可靠性要求的條件下不能用原有的標準來衡量產品的可靠性要求,為了保證電子產品有更好的可靠性保障,就需要將這些免洗錫膏和免洗助焊劑的殘留物進行清除,從而得到更高可靠性的保障。這就是現在我們常常碰到的用免洗錫膏和助焊劑還需要進行清洗工藝的原由。
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以上為本公司一些經驗的累積,因工藝問題內容廣泛,沒有面面俱到,只對常見問題作分析,隨著電子產業的不斷更新換代,新的工藝問題也不斷出現,本公司自成立以來不斷的追求產品的創新,做到與時俱進,熟悉各種生產復雜工藝,能為各種客戶提供全方位的工藝、設備、材料的清洗解決方案支持。
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