锡膏组成分类及参数

1、锡膏组成分类及参数锡膏组成分类及参数第1页一.錫膏定義二.錫膏組成三.錫膏分類四.錫膏參數五.錫膏測試六.錫膏選擇七.錫膏儲存目 錄锡膏组成分类及参数第2页锡膏是一个均匀焊料合金粉末和稳定助焊剂按一定百分比均匀混合而成膏状体.在焊接时能够使表面组装元器件引线或端点与印制板上焊盘形成合金性连接。这种物质极适合表面贴装自动化生产可靠性焊接,是现电子业高科技产物。锡膏定义:一.錫膏定義英文名稱:SOLDER PASTE锡膏组成分类及参数第3页錫粉通常是由氮氣霧化或轉碟法制造,后經絲網篩選而成.助焊劑是粘結劑(樹脂),溶劑,活性劑,觸變劑及其它添加劑組成,它對焊膏從絲綢印刷到焊接整個過程起著至關主要作

2、用二.錫膏組成锡膏組成:錫膏=錫粉(METAL)+助焊劑(FLUX)锡膏组成分类及参数第4页重量與体積關係: flux metal 重量比 10 90 體積比 50 50 V=W/S S:比重 二.錫膏組成锡膏組成:锡膏组成分类及参数第5页10助焊膏和90锡粉重量比(普通情况下)二.錫膏組成锡膏組成:锡合金粉90%助焊膏10%锡膏组成分类及参数第6页50助焊膏与50锡粉体积比二.錫膏組成锡膏組成:锡合金粉50%助焊膏50%锡膏组成分类及参数第7页 錫膏中金属含量决定着焊缝尺寸。伴随金属所占百分含量增加，焊缝尺寸也增加。但在给定黏度下，随金属含量增加，焊料桥连倾向也对应增大。 按重量來計算金屬含

3、量百分比對黏滯度有直接影響在用于印刷錫膏中金屬含量百分比從最少85到最多92區間內分布用于印刷錫膏常見金屬含量百分比是從88到90 二.錫膏組成锡膏組成:锡膏组成分类及参数第8页 助焊剂主要三大类型：R (Rosin型):无活性;RMA(Rosin Mildly Activated型):中度活性;RA(Rosin Activated型):完全活性;。 助焊剂是錫膏载体主要组分之一，现有錫膏普通采取是RMA型助焊剂以松香和称为活性剂盐溶液组成。这种焊剂靠盐激活，适合于消除轻微氧化膜及其它污染，增加了熔化焊料与焊盘、元件端焊头或孔线之间润湿作用。它还能够作为回流焊之前暂时性粘合剂，使表面贴装器件在

4、放置和传送过程中，一直固定在对应位置而不发生偏移，有些品牌贴片机尤其是高速贴片机，因为贴装速度快，贴片头和印刷板均要高速移动，此时这种特征尤为主要。锡膏組成:二.錫膏組成锡膏组成分类及参数第9页 高溫錫膏 常溫錫膏 低溫錫膏三.錫膏分類按回焊溫度分:按金屬成份分: 含銀錫膏(SN62/PB36/AG2) 非含銀錫膏(SN63/PB37) 含鉍錫膏(BI14/SN43/PB43)锡膏组成分类及参数第10页低温应用: Sn43/Pb43/Bi14 Sn42/Bi58高温、无铅、高张力: Sn96/Ag4 Sn96.5/Ag3.0/Cu0.5 Sn95.5/Ag3.8/Cu0.7高温、高张力、低价值

5、: Sn95/Sb5 Sn10/Pb90 Sn10/Pb88/Ag2 Sn5/Pb93.5/Ag1.5三.錫膏分類锡膏组成分类及参数第11页 免洗（No Clean） 水洗（Water Washable或OA） 中等活性松香（RMA） 活性松香型（RA）三.錫膏分類按助焊劑成份分:锡膏组成分类及参数第12页三.錫膏分類按清洗方式分: 有機溶劑清洗型 水清洗型 半水清洗型 免清洗型常见为免清洗型錫膏，在要求比较高产品中能够使用需清洗錫膏锡膏组成分类及参数第13页各类型之成份比较:RA和RMA 配方是相同。然而，RA 含有卤化物活性剂。水溶性助焊剂含有高活性剂。免洗类似于RA、RMA，除在松香树脂

6、含量上不一样。其它成份是表面活化剂、增稠剂、增韧剂等三.錫膏分類锡膏组成分类及参数第14页4Sn-3.9Ag-0.6CuSn-3.8Ag-0.7Cu合金組成Sn-5.0SbSn-0.7CuSn-3.5AgSn-3.0Ag-0.5CuSn-8.8ZnSn-8.0Zn-3.0BiSn-58Bi熔點(oC)243/236227/227221/221219/217219/217219/217199/199197/187138/138比重7.37.47.47.47.47.47.37.38.7拉力強度(Kgf/mm2)5.13.43.23.63.53.54.67.17.0Sn-3.5Ag-0.7Cu219

7、/2177.43.6Sn-3.5Ag-4.0In-0.5Bi211/1907.45.25No.12310111268Sn-3.5Ag-8.0In-0.5Bi206/1707.56.597 常見無鉛錫膏種類:三.錫膏分類锡膏组成分类及参数第15页 常見無鉛錫膏種類:三.錫膏分類锡膏组成分类及参数第16页合金类型锡粉颗粒助焊剂类型 (残余物去除)四.錫膏參數錫膏主要參數:锡膏组成分类及参数第17页 温度范围 a 固相 b 液相 基质兼容性 焊接强度（结协力）四.錫膏參數 1.合金參數: 锡膏组成分类及参数第18页锡铅合金二元金相图 A 共熔组成在Pb37/Sn63合金,此是固态与 液态直来直往,无

8、浆状存在，且熔点低在183 C 。B 纯铅MP为327 C ，纯锡232 C ，当形成合金时，则其MP下降以共晶点为最低。四.錫膏參數锡膏组成分类及参数第19页 电子应用方面(含铅）超出90%是： Sn63/Pb37 、Sn62/Pb36/Ag2 、或 Sn60/Pb40 2%银合金随含Ag引脚和焊垫应用增加而增加。银合金常见于锡铅合金产生弱粘合场所 四.錫膏參數 常用合金:锡膏组成分类及参数第20页四.錫膏參數 常用合金:锡膏组成分类及参数第21页美國NEMISn-3.9Ag-0.6Cu(SAC396)日本JEIDASn-3.0Ag-0.5Cu(SAC305)歐盟Sn-3.8Ag-0.7Cu

9、(SAC387)各國主流無鉛銲錫合金：Sn (3-4)wt% Ag (0-1)wt% CuMelting Point 217四.錫膏參數 常用合金:锡膏组成分类及参数第22页 合金項目Sn63/Pb37 錫膏Sn62.8/Pb36.8/Ag0.4 錫膏Sn62/Pb36/Ag2.0錫膏熔點183179183179擴散性佳優優吃錫性佳優優接合强度可優可防止BGA零內void過大可優優光澤度優(呈現光亮)可(呈現稍霧狀)佳推拉力強度佳優優單價成本低低中高 合金項目Sn-Ag-Cu系列錫膏Sn-Zn-Bi系列 錫膏Sn-Bi低溫錫膏熔點217219187197138擴散性尚可差尚可吃錫性尚可差尚可接

10、合強度優尚可尚可表面張力大大大光澤度呈現霧狀呈現霧狀呈現霧狀零件推拉力強度佳優優單價成本高低中含鉛合金組成無鉛合金組成四.錫膏參數锡膏组成分类及参数第23页锡粉颗粒直径大小颗粒形状大小分布氧化比率四.錫膏參數 2.錫粉參數:锡膏组成分类及参数第24页a.锡粉颗粒直径大小:电镜扫描IPC J-STD-006 定义球形锡粉直径尺寸是长宽比率小于1.5倍Optimum四.錫膏參數锡膏组成分类及参数第25页 焊料粉末形状决定着粉末氧化物含量，也决定着錫膏可印性。球形焊料粉末在给定体积下总表面积最小，降低了可能发生表面氧化面积，球形錫膏顆粒要比其它任何形狀顆粒更轻易通過网版或者鋼版而且一致性好，为使錫膏

11、具备优良印刷性能创造了条件。借助錫膏黏度测试仪能够从显示器上检测到錫粉末形状。 四.錫膏參數b.锡粉颗粒形狀:锡膏组成分类及参数第26页 Good Poor四.錫膏參數b.锡粉颗粒形狀:愈圓愈好愈小愈均勻愈好(流動性佳,成形佳)氧化層愈薄愈好锡膏组成分类及参数第27页 焊料颗粒尺寸普通为-200目/+325目，即最少99重量百分比粉末颗粒能经过200（孔/in2）目标网，少于20重量百分比粉末颗粒能经过325目标网，该尺寸以外颗粒以不多于10为宜。在有0.5mm脚间距器件印刷焊膏时，焊料颗粒尺寸应比常规小，能够选取颗粒尺寸是-300目+500目标焊膏。四.錫膏參數c.锡粉大小分布:锡膏组成分类

12、及参数第28页粉粒等级 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SMT，间距为50mil(1.27mm)， 3型用于小间距技术（30mil-15mil）0.8-0.5mm, 4型用于间距为15mil(0.5mm)或更小焊膏,这即是UFPT（极小间距技术）b.锡粉颗粒形狀:四.錫膏參數锡膏组成分类及参数第29页Mesh四.錫膏參數b.锡粉颗粒形狀:锡膏组成分类及参数第30页200 mesh325 mesh500 mesh-200+325 -32

13、5+500 Mesh Conceptb.锡粉颗粒形狀:四.錫膏參數锡膏组成分类及参数第31页錫膏規範錫粉粒子分成六種類型：of Sample by Weight-Nominal SizesLess than 1% Larger than80% minimum Between10% Maximum Lesss thanType 1150 Microns150-75 Microns20 MicronsType 275 Microns75-45 Microns20 MicronsType 345 Microns45-25 Microns20 MicronsType 438 Microns38-20

14、Microns20 MicronsType 525 Microns25-15 Microns15 MicronsType 615 Microns15-5 Microns5 Microns四.錫膏參數锡膏组成分类及参数第32页锡粉表面氧化重量测试锡粉称重样品熔化去除焊剂及杂质称重余量换算比Type 3小于 0.17%四.錫膏參數d.锡粉氧化比率:锡膏组成分类及参数第33页四.錫膏參數d.锡粉氧化比率:Sample % Oxide -325+500 0.17 -400+635 0.11 锡膏组成分类及参数第34页1.) 有機類: 其助焊效果較佳,但若使用失當易造成過度腐蝕,故在使用上多采清洗作業,

15、以減低腐蝕程度,此類代表有機酸(organic acids; OA)、鹵素和胺及氨基化合物等.2.) 有機松香類: 此類因腐蝕性較弱,故使用較安全, 其類別有: (a).純松香R type(rosin flux):除天然松香外,並無其它活性劑之添加,故其助焊效果較弱.四.錫膏參數 3.助焊劑類型: 锡膏组成分类及参数第35页 (b).中度活性松香RMA type(rosin mildly active flux):除天然松香外尚加以鹵素為至之活性劉,其助焊效果較R-type為強. (c).活性松香RA type(rosin active flux):與RMA type類似,但助焊效果則較強.

16、(d).超活性松香RSA type(rosin superative flux):與RMA RA type類似,但其所添加之活性劑極強. (e).合成松香SR type(synthetic rosin flux)四.錫膏參數 3.助焊劑類型: 锡膏组成分类及参数第36页1.)助焊劑之作用-清潔表面,隔離空氣清潔表面,隔離空氣,降低焊錫表面張力,增進金屬表面潤錫能力及擴散能力四.錫膏參數锡膏组成分类及参数第37页 提供RHEOLOGY及黏度才可印刷去除PADPARTSOLDER之氧化物降低SOLDER表面张力以增加焊錫性预防加熱過程中再氧化说 明:溶剂蒸发 受热,焊剂覆盖在基材和焊料表面,使传热

17、均匀 放出活化剂与基材表面离子状态氧化物反应,去除氧化膜 使熔融焊料表面张力小,润湿良好 覆盖在高温焊料表面,控制氧化改进焊点质量.四.錫膏參數1.)助焊劑之作用锡膏组成分类及参数第38页LIQUID :SolventSOLIDS :RosinActivatorThixotropic agent四.錫膏參數2.)助焊劑之組成锡膏组成分类及参数第39页(1).固化物(Solids):包含松香、松香油等具黏滯性, 略具清潔被焊金屬之效能,且可阻隔空氣,防 止被焊高溫下之氧化.四.錫膏參數2.)助焊劑之組成焊接能力预防塌陷黏滯力殘留物之顏色印刷能力ICT 測試能力ROSIN之職責:锡膏组成分类及参数

18、第40页(2).活性劑(Activators):包含鹵素及有機酸,含有強 力清潔金屬表面之能力,其腐蝕性亦強.四.錫膏參數2.)助焊劑之組成活化強度信賴度保留期限ACTIVATORS之職責:锡膏组成分类及参数第41页(3).溶劑(Solvents):包含乙醇、水等,可降低前二者 之含量百分比,使其作用易於掌控,同時有助 於助焊劑溫度之降低,在使用時涂布更均勻, 效果更佳.四.錫膏參數2.)助焊劑之組成预防塌陷黏滯時間/Stencil life黏度控制SOLVENTS之職責:锡膏组成分类及参数第42页(4).其它:如助潤劑有助於被焊金屬之潤錫能力,熱 穩定劑可使助焊劑能承受更高之溫度且不易 變質

19、,黏度修正液可控制流動性.四.錫膏參數2.)助焊劑之組成Thixotropic agent之職責:黏度印刷能力预防塌陷ODOR锡膏组成分类及参数第43页錫膏添加剂 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：Solder Paste与PAD间易接触，便于残渣清洗增黏剂：保持贴片后REFLOW前黏性防氧化剂：防锡粉氧化，属酚类表面活剂：降低焊剂表面张力，增加焊剂对焊粉和焊垫亲润性其

20、它添加剂：锡膏制造商专利四.錫膏參數锡膏组成分类及参数第44页 具一定化学活性 含有良好热稳定性 含有良好润湿性 对焊料扩展含有促进作用 留存于基板焊剂残渣,对基板无腐蚀性 含有良好清洗性 氯含有量在0.2%(W/W)以下. 四.錫膏參數3.)助焊劑要求锡膏组成分类及参数第45页PH值,須在3.07.5之間,應為中性化學品.銅鏡試驗(copper mirror test)-詳見IPC-TM- 650 2.3.32.鹵素試驗,必須不含有氟化物 & 氯化物,以免板 子引发后患. SIR(Surface insulation resistance)試驗,詳見 IPC-B-25試驗法.四.錫膏參數4.

21、)助焊劑腐蝕試驗常見檢驗法:锡膏组成分类及参数第46页铜镜测试：测助焊剂腐蚀性强弱，敷在长方形玻璃（专制）23C 2C 50%5%RH。铬酸银试：测氯化物或溴化物存在，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要求75-92%误差1%内。称熔融前后重量。黏度测试：Brookfield及Malcolm测量计测量。单位centipoise(CPS)。深度5cm25 C 0.25C回温4HS。Brookfield转速5RPM旋浆下沉2.8cm转10分钟，取最终两个平均值。五.錫膏測試 錫膏品質測試: 锡膏组成分类及参数第47页坍塌测试： 测在室温中及在熔

22、焊中，印着形态保持。印在毛玻璃上3个直径0.65cm,厚度0.25mm两块，分别置于25 C 5 C ，50%RH50-70分钟及5-10分钟后置于100 C 5 C ，102分钟，不可增大原形10（IPC-SP-819）。锡球测试：检验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70。 五.錫膏測試 錫膏品質測試: 锡膏组成分类及参数第48页 合金粉末颗粒大小及形状； 金属粉末含量； 焊剂类型； 焊膏稳定性。六.錫膏選擇 錫膏选择基础标准是：锡膏组成分类及参数第49页六.錫膏選擇 錫膏

23、选取 ：錫膏选取主要依据工艺条件，使用要求及錫膏性能。能够参考以下几点来选取不一样錫膏含有良好印刷性（流动性、脱版性、连续印刷性）印刷后在长时间内对SMD持有一定粘合性。焊接后能得到良好接合状态（焊点）。 其殘留成份，具高绝缘性，低腐蚀性。对焊接后焊剂残渣有良好清洗性，清洗后不可留有残渣成份。含有优异保留稳定性。 锡膏组成分类及参数第50页 影響印刷過程几個參數是黏滯度塌落黏結時間, 暴露時間, 金屬含量百分比顆粒大小顆粒形狀黏滯度是很主要同時也很轻易被曲解最少當測量它時候是這樣黏滯度是以泊肅葉為單位通常见厘泊和千厘泊來計量有兩種類型黏度計用于黏滯度測量布魯克菲爾德和馬爾康姆布魯克菲爾德黏度計

24、被認為是工業標准馬爾康姆黏度計是很有意思因為不一样于布魯克菲爾德黏度計所測靜態黏滯度它測是動態黏滯度六.錫膏選擇 錫膏选取 ：锡膏组成分类及参数第51页錫膏稳定性 錫膏在印刷后到回流焊前，要经过传输、贴片等工艺，錫膏在空气中有一段停留时间。另外，工作环境温度有时也有波动，而且在新品项目试生产过程中，因为贴片机供料器可器件封装形式等问题，有些器件要求手工进行贴放，所以錫膏在空气中停留时间相对更长一些，这就要求錫膏稳定性要好，焊剂损失要慢，工作寿命要长。 六.錫膏選擇 錫膏选取 ：锡膏组成分类及参数第52页七.錫膏儲存 焊膏购置到货后，应登记抵达时间、保质期、型号，并为每罐焊膏编号。 焊膏应以密封形式保留在恒温、恒湿專用冷藏櫃內，有鉛與無鉛錫膏分開儲存.其存儲溫度須與錫膏進出管制卡上所標明之溫度相符. 温度在约为（210) C ，温度过高，焊剂与合金焊料粉起化学反应，使粘度上升影响其印刷性；温度过低（低于0 C ），焊剂中松香会产生结晶现象，使焊膏形状恶化。这么在解冻上会危及锡膏流变特征。一般保存時間自生产日期起最長為免洗