焊锡膏的基本知识课件

焊锡膏的基本知识 屏蔽来源请勿作为商业用途焊锡膏的基本知识 屏蔽来源1焊锡膏的基本知识课件2焊錫膏的基本知識----关于焊錫膏的介绍焊錫膏的基本知識----关于焊錫膏的介绍3目录1.锡膏的主要成分2.目前SMT使用錫膏簡介3.锡膏丝印缺陷分析4.模板(Stencil)材料性能的比较:5.模板(Stencil)制造技术6.无铅锡膏熔化温度范围7.无铅焊接的问题和影响目录1.锡膏的主要成分4锡膏的主要成分Solder(又叫锡膏）经验公式：三球定律

至少有三个最大直径的锡珠能垂直排在模板的厚度方向上至少有三个最大直径的锡珠能水平排在模板的最小孔的宽度方向上单位：锡珠使用米制（Micron)度量，而模板厚度工业标准是美国的专用单位Thou.(1m=1*10-3mm,1thou=1*10-3inches,25mm>>1thou)

判断锡膏具有正确粘度的一种经济和实际的方法：搅拌锡膏30秒，挑起一些高出容器三，四英寸，锡膏自行下滴，如果开始时象稠的糖浆一样滑落，然后分段断裂落下到容器内为良好。反之，粘度较差。

锡膏的主要成分Solder(又叫锡膏）5锡膏的主要成分：成分焊料合金粉末助焊剂主要材料作用Sn/PbSn/Pb/Ag活化剂增粘剂溶剂摇溶性附加剂SMD与电路的连接松香，甘油硬脂酸脂盐酸，联氨，三乙醇酸金属表面的净化松香，松香脂，聚丁烯净化金属表面，与SMD保持粘性丙三醇，乙二醇对焊膏特性的适应性Castor石腊（腊乳化液）软膏基剂防离散，塌边等焊接不良锡膏的主要成分：成分焊料合助主要材料作用S6錫膏的組成:

※合金焊料粉末

※粘結劑(樹脂)※溶劑

※活性劑

※添加劑錫膏的基本成份錫膏的組成:錫膏的基本成份7粉粒分布(配)選擇:

粉粒等級綢眼大小顆粒大小

IPCTYPE2-200/+32545-75微米

IPCTYPE3-325/+50025-45微米

IPCTYPE4-400/+63520-38微米

2型用於標准的SMT,間距為50mil,當間距小到30mil時,必須用3型焊膏

3型用於小間距技術(30mil-15mil),在間距為15mil或更小時,要用4型焊膏這即是UFPT(極小間距技術)錫膏的基本成份粉粒分布(配)選擇:錫膏的基本成份8:1.合金熔點:

根據焊接溫度不同,可選擇不同溶點的焊錫膏.對表面貼裝來說,焊膏的熔點一般為179-183℃2.助焊劑活性:

無活性(R);中等活性(RMA);活性(RA);超活性(R)3.焊膏的粘性:

根據工藝手段的不同來選擇

4.清洗方式:

溶劑清洗,水清洗和免清洗,免清洗是當今電子行業發展的方向℃焊膏的分類:焊膏的分類9焊膏的保存:

焊膏應在2-10℃的低溫下保存,溫度過高或過低都會引起焊膏變質;

水洗錫膏保存期為三個月免洗錫膏的選用焊膏的保存焊膏的保存:焊膏的保存10焊錫合金:

1.電子應用方面超過90%的是:Sn63/Pb37Sn62/Pb36/Ag2或Sn60/ Pb402%的銀合隨著含銀引腳和基底應用而增加.

銀合金通常用於錫鉛合金產生弱粘合的場合.2.其它合金

Sn43/Pb43/Bi14Sn42/Bi58低溫運用

Sn96/Ag4Sn95/Sb5高溫無鉛高張力

Sn10/Pb90

Sn10/Pb88/Ag2Sn5/Pb93.5/Ag1.5高溫高張力低價值焊錫合金焊錫合金:焊錫合金11焊錫膏的選用:1.焊膏的活性可根據印刷表面清潔程度決定,對免清洗技術來說一般選用RMA級;2.根據不同的涂覆方式選擇不同粘度的焊膏,粘度一般為100-300Pa.s,且焊膏與焊盤的粘結力應大於焊膏與絲綢間的粘結力;3.精細間距印刷時選用球形細粒度焊膏,間距<0.5mm時,焊膏顆粒尺寸應在20-38um之間;4.良好的可印刷性;5.印刷后塌邊的小且放置時間長;6.雙面焊接時,保証第一面焊膏的溶點比第二面高30-40℃,

以防止焊第二面時,第一面已焊元件脫落;7.對免清洗藝,要用不含有氯離子或其它強腐蝕性的焊膏.焊錫膏的選用焊錫膏的選用:焊錫膏的選用12錫膏的印刷:1.模板的制作:a.模板的組成b.網板的刻制

c.絲網的各部份參數與焊膏印刷的關系

(1)開孔的外形尺寸(2)網板的厚度

(3)網板開孔的方向

2.錫膏印刷應注意的幾個問題:a.模板與印制板的對位

b.根據具體情況調整好以下各項參數

c.溫度和濕度對錫膏的影響

d.刮刀速度對印刷焊膏的影響錫膏的印刷錫膏的印刷:錫膏的印刷13清洗與免洗:

當殘留物有害時,必須清洗.所謂有害是指:

＃危害在使用中焊接或電路的可靠性＃妨礙隨后的工藝步驟＃外(美)觀上不能接受清洗或不洗取決於目標可靠性、工藝及工藝、以及期望的外觀

清洗原理:

殘留物與板面之間,是以何種機理作用產生附著作用的.若根本沒有固著作用時,則就很容易加以清洗了.

助焊劑殘渣、錫球以及膠帶的殘膠等污染物與板面之間的固著作用有數種機理存在,但清除的途徑必定要使其“附著鍵”先行減弱,接著才能再加把勁予以除云.清洗與免洗清洗與免洗:清洗與免洗14目前SMT使用錫膏(NC-SMQ230)簡介：目前SMT使用錫膏(NC-SMQ230)簡介：15焊锡膏的基本知识课件16Squeegee的压力设定：第一步：在每50mm的Squeegee长度上施加1kg的压力。第二步：减少压力直到锡膏开始留在模板上刮不干净，在增加1kg的压力第三步：在锡膏刮不干净开始到挂班沉入丝孔内挖出锡膏之间有1-2kg的可接受范围即可达到好的印制效果。ScreenPrinterSqueegee的硬度范围用颜色代号来区分：verysoft红色soft绿色hard蓝色veryhard白色Squeegee的压力设定：第一步：在每50mm的Squee17Stencil(又叫模板）：StencilPCBStencil的梯形开口ScreenPrinterPCBStencilStencil的刀锋形开口激光切割模板和电铸成行模板化学蚀刻模板Stencil(又叫模板）：StencilPCBStenc18ScreenPrinter模板制造技术化学蚀刻模板电铸成行模板激光切割模板简介优点缺点在金属箔上涂抗蚀保护剂用销钉定位感光工具将图形曝光在金属箔两面，然后使用双面工艺同时从两面腐蚀金属箔通过在一个要形成开孔的基板上显影刻胶，然后逐个原子，逐层地在光刻胶周围电镀出模板直接从客户的原始Gerber数据产生，在作必要修改后传送到激光机，由激光光束进行切割成本最低周转最快形成刀锋或沙漏形状纵横比1.5：1提供完美的工艺定位没有几何形状的限制改进锡膏的释放要涉及一个感光工具电镀工艺不均匀失去密封效果密封块可能会去掉纵横比1：1错误减少消除位置不正机会激光光束产生金属熔渣造成孔壁粗糙纵横比1：1模板(Stencil)制造技术:ScreenPrinter模板制造技术化学蚀刻模板电铸成19ScreenPrinter模板(Stencil)材料性能的比较:性能抗拉强度耐化学性吸水率网目范围尺寸稳定性耐磨性能弹性及延伸率连续印次数破坏点延伸率油量控制纤维粗细价格不锈钢尼龙聚脂材质极高极好不吸水30-500极佳差(0.1%)2万40-60%差细高中等好24%16-400差中等极佳（2%）4万20-24%好较粗低高好0.4%60-390中等中等佳（2%）4万10-14%好粗中极佳ScreenPrinter模板(Stencil)材料性能的20锡膏丝印缺陷分析:问题及原因对策搭锡BRIDGING锡粉量少、粘度低、粒度大、室温度、印膏太厚、放置压力太大等。（通常当两焊垫之间有少许印膏搭连，于高温熔焊时常会被各垫上的主锡体所拉回去，一旦无法拉回，将造成短路或锡球，对细密间距都很危险）。提高锡膏中金属成份比例（提高到88%以上）。增加锡膏的粘度（70万CPS以上）减小锡粉的粒度（例如由200目降到300目）降低环境的温度（降至27OC以下）降低所印锡膏的厚度（降至架空高度SNAP-OFF，减低刮刀压力及速度）加强印膏的精准度。调整印膏的各种施工参数。减轻零件放置所施加的压力。调整预热及熔焊的温度曲线。锡膏丝印缺陷分析:问题及原因21问题及原因对策2.发生皮层CURSTING由于锡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层被剥落所致.3.膏量太多EXCESSIVEPASTE原因与“搭桥”相似.避免将锡膏暴露于湿气中.降低锡膏中的助焊剂的活性.降低金属中的铅含量.减少所印之锡膏厚度提升印着的精准度.调整锡膏印刷的参数.锡膏丝印缺陷分析:问题及原因对22锡膏丝印缺陷分析:问题及原因对策4.膏量不足INSUFFICIENTPASTE常在钢板印刷时发生,可能是网布的丝径太粗,板膜太薄等原因.5.粘着力不足POORTACKRETENTION环境温度高风速大,造成锡膏中溶剂逸失太多,以及锡粉粒度太大的问题.增加印膏厚度,如改变网布或板膜等.提升印着的精准度.调整锡膏印刷的参数.消除溶剂逸失的条件(如降低室温、减少吹风等）。降低金属含量的百分比。降低锡膏粘度。降低锡膏粒度。调整锡膏粒度的分配。锡膏丝印缺陷分析:问题及原因23锡膏丝印缺陷分析:问题及原因对策6.坍塌SLUMPING原因与“搭桥”相似。7.模糊SMEARING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。增加锡膏中的金属含量百分比。增加锡膏粘度。降低锡膏粒度。降低环境温度。减少印膏的厚度。减轻零件放置所施加的压力。增加金属含量百分比。增加锡膏粘度。调整环境温度。调整锡膏印刷的参数。锡膏丝印缺陷分析:问题及原因24在SMT中使用无铅焊料：在前几个世纪，人们逐渐从医学和化学上认识到了铅（PB）的毒性。而被限制使用。现在电子装配业面临同样的问题，人们关心的是：焊料合金中的铅是否真正的威胁到人们的健康以及环境的安全。答案不明确，但无铅焊料已经在使用。欧洲委员会初步计划在2004年或2008年强制执行。目前尚待批准，但是电子装配业还是要为将来的变化作准备。在SMT中使用无铅焊料：在前几个世纪，人们逐渐从步25无铅锡膏熔化温度范围：无铅焊锡化学成份48Sn/52In42Sn/58Bi91Sn/9Zn93.5Sn/3Sb/2Bi/1.5Cu95.5Sn/3.5Ag/1Zn93.3Sn/3.1Ag/3.1Bi/0.5Cu99.3Sn/0.7Cu95Sn/5Sb65Sn/25Ag/10Sb96.5Sn/3.5Ag熔点范围118°C共熔138°C共熔199°C共熔218°C共熔218~221°C209°~212°C227°C232~240°C233°C221°C共熔说明低熔点、昂贵、强度低已制定、Bi的可利用关注渣多、潜在腐蚀性高强度、很好的温度疲劳特性高强度、好的温度疲劳特性高强度、好的温度疲劳特性高强度、高熔点好的剪切强度和温度疲劳特性摩托罗拉专利、高强度高强度、高熔点97Sn/2Cu/0.8Sb/0.2Ag226~228°C高熔点无铅锡膏熔化温度范围：无铅焊锡化学成份48Sn/52In26无铅焊接的问题和影响：无铅焊接的问题无铅焊接的影响生产成本元件和基板方面的开发回流炉的性能问题生产线上的品质标准无铅焊料的应用问题无铅焊料开发种类问题无铅焊料对焊料的可靠性问题最低成本超出45%左右高出传统焊料摄氏40度焊接温度提升品质标准受到影响稀有金属供应受限制无铅焊料开发标准不统一焊点的寿命缺乏足够的实验证明无铅焊接的问题和影响：无铅焊接的问题无铅焊接的影响生产成27为了达到良好的印刷结果，必须有正确的锡膏材料(黏度、金属含量、最大粉末尺寸和尽可能最低的助焊剂活性)、正确的工具(印刷机、模板和刮刀)和正确的工艺过程(良好的定位、清洁拭擦)的结合,即使是最好的锡膏、设备和应用方法，也不一定充分保证得到可接受的结果。使用者必须控制工艺过程和设备变量，以达到良好的印刷品质。”

在表面贴装装配的回流焊接中，锡膏用于表面贴装元件的引脚或端子与焊盘之间的连接。有许多变量，如锡膏、丝印机、锡膏应用方法和印刷工艺过程。在印刷锡膏的过程中，基板放在工作台上，机械地或真空夹紧定位，用定位销或视觉来对准。或者丝网(screen)或者模板(stencil)用于锡膏印刷。本文将着重讨论几个关键的锡膏印刷问题，如模板设计和印刷工艺过程.

结论

为了达到良好的印刷结果，必须有正确的锡膏材料28焊锡膏的基本知识 屏蔽来源请勿作为商业用途焊锡膏的基本知识 屏蔽来源29焊锡膏的基本知识课件30焊錫膏的基本知識----关于焊錫膏的介绍焊錫膏的基本知識----关于焊錫膏的介绍31目录1.锡膏的主要成分2.目前SMT使用錫膏簡介3.锡膏丝印缺陷分析4.模板(Stencil)材料性能的比较:5.模板(Stencil)制造技术6.无铅锡膏熔化温度范围7.无铅焊接的问题和影响目录1.锡膏的主要成分32锡膏的主要成分Solder(又叫锡膏）经验公式：三球定律

至少有三个最大直径的锡珠能垂直排在模板的厚度方向上至少有三个最大直径的锡珠能水平排在模板的最小孔的宽度方向上单位：锡珠使用米制（Micron)度量，而模板厚度工业标准是美国的专用单位Thou.(1m=1*10-3mm,1thou=1*10-3inches,25mm>>1thou)

判断锡膏具有正确粘度的一种经济和实际的方法：搅拌锡膏30秒，挑起一些高出容器三，四英寸，锡膏自行下滴，如果开始时象稠的糖浆一样滑落，然后分段断裂落下到容器内为良好。反之，粘度较差。

锡膏的主要成分Solder(又叫锡膏）33锡膏的主要成分：成分焊料合金粉末助焊剂主要材料作用Sn/PbSn/Pb/Ag活化剂增粘剂溶剂摇溶性附加剂SMD与电路的连接松香，甘油硬脂酸脂盐酸，联氨，三乙醇酸金属表面的净化松香，松香脂，聚丁烯净化金属表面，与SMD保持粘性丙三醇，乙二醇对焊膏特性的适应性Castor石腊（腊乳化液）软膏基剂防离散，塌边等焊接不良锡膏的主要成分：成分焊料合助主要材料作用S34錫膏的組成:

※合金焊料粉末

※粘結劑(樹脂)※溶劑

※活性劑

※添加劑錫膏的基本成份錫膏的組成:錫膏的基本成份35粉粒分布(配)選擇:

粉粒等級綢眼大小顆粒大小

IPCTYPE2-200/+32545-75微米

IPCTYPE3-325/+50025-45微米

IPCTYPE4-400/+63520-38微米

2型用於標准的SMT,間距為50mil,當間距小到30mil時,必須用3型焊膏

3型用於小間距技術(30mil-15mil),在間距為15mil或更小時,要用4型焊膏這即是UFPT(極小間距技術)錫膏的基本成份粉粒分布(配)選擇:錫膏的基本成份36:1.合金熔點:

根據焊接溫度不同,可選擇不同溶點的焊錫膏.對表面貼裝來說,焊膏的熔點一般為179-183℃2.助焊劑活性:

無活性(R);中等活性(RMA);活性(RA);超活性(R)3.焊膏的粘性:

根據工藝手段的不同來選擇

4.清洗方式:

溶劑清洗,水清洗和免清洗,免清洗是當今電子行業發展的方向℃焊膏的分類:焊膏的分類37焊膏的保存:

焊膏應在2-10℃的低溫下保存,溫度過高或過低都會引起焊膏變質;

水洗錫膏保存期為三個月免洗錫膏的選用焊膏的保存焊膏的保存:焊膏的保存38焊錫合金:

1.電子應用方面超過90%的是:Sn63/Pb37Sn62/Pb36/Ag2或Sn60/ Pb402%的銀合隨著含銀引腳和基底應用而增加.

銀合金通常用於錫鉛合金產生弱粘合的場合.2.其它合金

Sn43/Pb43/Bi14Sn42/Bi58低溫運用

Sn96/Ag4Sn95/Sb5高溫無鉛高張力

Sn10/Pb90

Sn10/Pb88/Ag2Sn5/Pb93.5/Ag1.5高溫高張力低價值焊錫合金焊錫合金:焊錫合金39焊錫膏的選用:1.焊膏的活性可根據印刷表面清潔程度決定,對免清洗技術來說一般選用RMA級;2.根據不同的涂覆方式選擇不同粘度的焊膏,粘度一般為100-300Pa.s,且焊膏與焊盤的粘結力應大於焊膏與絲綢間的粘結力;3.精細間距印刷時選用球形細粒度焊膏,間距<0.5mm時,焊膏顆粒尺寸應在20-38um之間;4.良好的可印刷性;5.印刷后塌邊的小且放置時間長;6.雙面焊接時,保証第一面焊膏的溶點比第二面高30-40℃,

以防止焊第二面時,第一面已焊元件脫落;7.對免清洗藝,要用不含有氯離子或其它強腐蝕性的焊膏.焊錫膏的選用焊錫膏的選用:焊錫膏的選用40錫膏的印刷:1.模板的制作:a.模板的組成b.網板的刻制

c.絲網的各部份參數與焊膏印刷的關系

(1)開孔的外形尺寸(2)網板的厚度

(3)網板開孔的方向

2.錫膏印刷應注意的幾個問題:a.模板與印制板的對位

b.根據具體情況調整好以下各項參數

c.溫度和濕度對錫膏的影響

d.刮刀速度對印刷焊膏的影響錫膏的印刷錫膏的印刷:錫膏的印刷41清洗與免洗:

當殘留物有害時,必須清洗.所謂有害是指:

＃危害在使用中焊接或電路的可靠性＃妨礙隨后的工藝步驟＃外(美)觀上不能接受清洗或不洗取決於目標可靠性、工藝及工藝、以及期望的外觀

清洗原理:

殘留物與板面之間,是以何種機理作用產生附著作用的.若根本沒有固著作用時,則就很容易加以清洗了.

助焊劑殘渣、錫球以及膠帶的殘膠等污染物與板面之間的固著作用有數種機理存在,但清除的途徑必定要使其“附著鍵”先行減弱,接著才能再加把勁予以除云.清洗與免洗清洗與免洗:清洗與免洗42目前SMT使用錫膏(NC-SMQ230)簡介：目前SMT使用錫膏(NC-SMQ230)簡介：43焊锡膏的基本知识课件44Squeegee的压力设定：第一步：在每50mm的Squeegee长度上施加1kg的压力。第二步：减少压力直到锡膏开始留在模板上刮不干净，在增加1kg的压力第三步：在锡膏刮不干净开始到挂班沉入丝孔内挖出锡膏之间有1-2kg的可接受范围即可达到好的印制效果。ScreenPrinterSqueegee的硬度范围用颜色代号来区分：verysoft红色soft绿色hard蓝色veryhard白色Squeegee的压力设定：第一步：在每50mm的Squee45Stencil(又叫模板）：StencilPCBStencil的梯形开口ScreenPrinterPCBStencilStencil的刀锋形开口激光切割模板和电铸成行模板化学蚀刻模板Stencil(又叫模板）：StencilPCBStenc46ScreenPrinter模板制造技术化学蚀刻模板电铸成行模板激光切割模板简介优点缺点在金属箔上涂抗蚀保护剂用销钉定位感光工具将图形曝光在金属箔两面，然后使用双面工艺同时从两面腐蚀金属箔通过在一个要形成开孔的基板上显影刻胶，然后逐个原子，逐层地在光刻胶周围电镀出模板直接从客户的原始Gerber数据产生，在作必要修改后传送到激光机，由激光光束进行切割成本最低周转最快形成刀锋或沙漏形状纵横比1.5：1提供完美的工艺定位没有几何形状的限制改进锡膏的释放要涉及一个感光工具电镀工艺不均匀失去密封效果密封块可能会去掉纵横比1：1错误减少消除位置不正机会激光光束产生金属熔渣造成孔壁粗糙纵横比1：1模板(Stencil)制造技术:ScreenPrinter模板制造技术化学蚀刻模板电铸成47ScreenPrinter模板(Stencil)材料性能的比较:性能抗拉强度耐化学性吸水率网目范围尺寸稳定性耐磨性能弹性及延伸率连续印次数破坏点延伸率油量控制纤维粗细价格不锈钢尼龙聚脂材质极高极好不吸水30-500极佳差(0.1%)2万40-60%差细高中等好24%16-400差中等极佳（2%）4万20-24%好较粗低高好0.4%60-390中等中等佳（2%）4万10-14%好粗中极佳ScreenPrinter模板(Stencil)材料性能的48锡膏丝印缺陷分析:问题及原因对策搭锡BRIDGING锡粉量少、粘度低、粒度大、室温度、印膏太厚、放置压力太大等。（通常当两焊垫之间有少许印膏搭连，于高温熔焊时常会被各垫上的主锡体所拉回去，一旦无法拉回，将造成短路或锡球，对细密间距都很危险）。提高锡膏中金属成份比例（提高到88%以上）。增加锡膏的粘度（70万CPS以上）减小锡粉的粒度（例如由200目降到300目）降低环境的温度（降至27OC以下）降低所印锡膏的厚度（降至架空高度SNAP-OFF，减低刮刀压力及速度）加强印膏的精准度。调整印膏的各种施工参数。减轻零件放置所施加的压力。调整预热及熔焊的温度曲线。锡膏丝印缺陷分析:问题及原因49问题及原因对策2.发生皮层CURSTING由于锡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层被剥落所致.3.膏量太多EXCESSIVEPASTE原因与“搭桥”相似.避免将锡膏暴露于湿气中.降低锡膏中的助焊剂的活性.降低金属中的铅含量.减少所印之锡膏厚度提升印着的精准度.调整锡膏印刷的参数.锡膏丝印缺陷分析:问题及原因对50锡膏丝印缺陷分析:问题及原因对策4.膏量不足INSUFFICIENTPASTE常在钢板印刷时发生,可能是网布的丝径太粗,板膜太薄等原因.5.粘着力不足POORTACKRETENTION环境温度高风速大,造成锡膏中溶剂逸失太多,以及锡粉粒度太大的问题.增加印膏厚度,如改变网布或板膜等.提升印着的精准度.调整锡膏印刷的参数.消除溶剂逸失的条件(如降低室温、减少吹风等）。降低金属含量的百分比。降低锡膏粘度。降低锡膏粒度。调整锡膏粒度的分配。锡膏丝印缺陷分析:问题及原因51锡膏丝印缺陷分析:问题及原因对策6.坍塌SLUMPING原因与“搭桥”相似。7.模糊SMEARING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