焊接材料完整版本

一.焊料二.助焊剂三.膏状焊料四.无铅焊料主要内容

五.SMT所用的粘合剂

一.焊料要求：易熔的金属，熔点低于被焊的金属熔点低、凝固快的特点熔融时应该有较好的浸润性和流动性凝固后要有足够的机械强度焊料的分类：按组成成份可分为铅锡合金、银焊料、铜焊料一般电子产品装配焊接中，主要使用铅锡合金（焊锡）锡（Sn）是一种质软低熔点的金属，熔点为232℃，纯锡较贵，质脆而机械性能差；在常温下，锡的抗氧化性强。锡容易同多数金属形成金属化合物。铅（Pb）是一种浅青白色的软金属，熔点为327℃，机械性能也很差。铅的塑性好，有较高的抗氧化性和抗腐蚀性。铅属于对人体有害的重金属。1、铅锡合金与铅锡合金状态图（1）铅锡合金铅锡焊料具有一系列铅和锡所不具备的优点：

熔点低，低于铅和锡的熔点，有利于焊接；

机械强度高，合金的各种机械强度均优于纯锡和铅；

表面张力小、粘度下降，增大了液态流动性，有利于在焊接时形成可靠接头；

抗氧化性好，铅的抗氧化性优点在合金中继续保持，使焊料在熔化时减少氧化量。（2）铅锡合金状态图共晶点（3）共晶焊锡上图中在共晶点所对于的对应合金成分为Pb-38.1％、Sn-61.9％的铅锡合金称为共晶焊锡，是铅锡焊料中性能最好的一种。优点：它的熔点最低，只有182℃熔点和凝固点一致流动性好，表面张力小，浸润性好机械强度高，导电性能好2、焊料性能及杂质的影响锡铅导电性（铜：100％）抗张强度（kgf/mm2）剪切强度（kgf/mm2）100013.91.492.095513.63.153.1604011.65.363.5505010.74.733.1425810.24.413.135659.74.573.630709.34.733.501007.91.42表3.9不同比例铅锡合金的物理性能和机械性能表3.10常用焊锡：一般铅锡焊料的成分及用途表3.11电子产品生产常用的低温焊锡

（1）助焊剂的作用去除氧化膜防止氧化减小表面张力使焊点美观二.助焊剂用于清除被焊金属表面的氧化膜，保证焊锡浸润的一种化学剂（2）助焊剂的分类及主要成分无机焊剂的活性最强，能除去金属表面的氧化膜，但同时有强腐蚀作用，一般不能在焊接电子产品中使用。有机焊剂的活性次于氯化物，有较好的助焊作用，但是也有一定腐蚀性，残渣不易清理，且挥发物对操作者有害。说明：松香加热到70℃以上时开始呈液态，此时有一定的化学活性，呈现较弱的酸性，可与金属表面的氧化物发生化学反应；冷却后松香又变成稳定的固体，无腐蚀性，绝缘性强，在电子产品装配中应用较广。缺点：易氧化、易结晶、稳定性差，在高温时很容易碳化（发黑）造成虚焊。松香焊剂主要成分是松香，是由自然松脂中提炼出来的树脂类混合物，主要成分是松脂酸和海松酸等。松香水：松香：酒精=1：3用再流焊设备焊接SMT电路板要使用膏状焊料。膏状焊料俗称焊膏，焊锡膏由焊粉和糊状助焊剂组成。锡膏三.膏状焊料（1）焊粉和助焊剂①焊粉焊粉是合金粉末，是焊膏的主要成分。焊粉是把合金材料在惰性气体（如氩气）中用喷吹法或高速离心法生产的，并储存在氮气中避免氧化。焊粉的合金组分、颗粒形状和尺寸对焊膏的特性和焊接的质量（焊点的润湿、高度和可靠性）产生关键性的影响。理想的焊粉应该是粒度一致的球状颗粒，国内外销售的焊粉的粒度有150目、200目、250目、350目和400目等的数种。注：粒度用来描述颗粒状物质的粗细程度，原指筛网在每1英寸长度上有多少个筛孔（目数），目数越多，筛孔就越小，能通过的颗粒就越细小。常用焊粉的金属成分对温度特性及焊膏用途的影响表1表2常用焊粉的金属成分对温度特性及焊膏用途的影响对不同粒度等级的焊粉的质量要求

②助焊剂助焊剂重量百分含量一般占焊膏的8~15%，其主要成分有树脂（光敏胶）、活性剂和稳定剂等。助焊剂的化学活性可分为3个等级：非活性（R,松香助焊剂-Rosinflux）、中等活性（RMA，MiddleActivated）和全活性（RA，Activated）。在向印制电路板上涂敷焊膏时，助焊剂影响焊膏图形的形状、厚度及塌落度。一般，采用模板印刷的焊膏，其助焊剂含量不超过10%。在贴放元器件时，助焊剂影响粘度，助焊剂的含量高，粘度就小。注意：在再流焊过程中，助焊剂决定焊膏的润湿性、焊点的形状以及焊料球飞溅的程度。

焊接完成后，助焊剂残留物的性质决定采用免清洗、可不清洗、溶剂清洗或水清洗工艺。免清洗焊膏内的助焊剂含量不得超过10%。助焊剂的成分影响焊膏的存储寿命。焊膏中助焊剂的主要成分及其作用（2）焊膏的组成和技术要求焊膏是用合金焊料粉末和触变性助焊剂均匀混合的乳浊液。组成：对焊膏的技术要求：①合金组分尽量达到共晶温度特性。②在存储期间，焊膏的性质保持不变，合金焊粉与助焊剂不分层。③焊膏的粘度满足工艺要求，具有良好的触变性。触变性，是指胶体物质随外力作用而改变粘度的特性。④焊料中合金焊粉的颗粒均匀，微粉少，助焊剂融熔汽化时不会爆裂，保证在再流焊时润湿性好，减少焊料球的飞溅。涂敷焊膏的不同方法对焊膏粘度的要求（3）常用焊锡膏及选择依据市场销售的焊锡膏品种及适用范围选择依据：①要根据电子产品本身的价值和用途选择焊膏的档次。②根据产品的生产流程、印制电路板的制板工艺和元器件的情况来确定焊膏的合金组分：最常用的焊膏合金组分是Sn63Pb37和Sn62Pb36Ag2；

焊端或引脚采用钯金、钯银厚膜电极或可焊性差的元器件应该选择含银焊膏；印制板焊盘表面是水金镀层的，不要采用含银焊膏。③根据对印制电路板清洁度的要求以及焊接以后的清洗工艺来选择焊膏：采用溶剂清洗工艺时，要选用溶剂清洗型焊膏；采用水清洗工艺时，要选用水溶性焊膏；采用免清洗工艺时，要选用不含卤素和强腐蚀性化合物的免清洗焊膏；焊接BGA、CSP封装的集成电路，芯片的焊点处难于清洗，应该选用高质量的免清洗含银焊膏。④根据印制电路板和元器件的库存时间和表面氧化程度选择不同活性的焊膏。焊接一般SMT产品，采用活性RMA级的焊膏；高可靠性、航天和军工电子产品，可以选择R级活性的焊膏；印制板和元器件存放的时间长，表面氧化严重的，应该采用RA级活性的焊膏，焊接以后要清洗。⑤根据电路板的组装密度选择不同合金焊粉粒度的焊膏，焊接窄间距焊盘和引脚的电路板，要采用粒度3型（20~45μm）的焊膏。⑥根据在电路板上涂敷焊膏的方法和组装密度选择不同粘度的焊膏，高密度印刷工艺要求焊膏的粘度高，手工滴涂要求焊膏的粘度低。（4）焊膏管理与使用的注意事项①焊膏通常应该保存在5~10℃的低温环境下，可以储存在电冰箱的冷藏室内。②一般应该在使用前至少2h从冰箱中取出焊膏。③观察锡膏，如果表面变硬或有助焊剂析出，必须进行特殊处理，否则不能使用。④使用时取出焊膏后，应该盖好容器盖，避免助焊剂挥发。⑤涂敷焊膏和贴装元器件时，操作者应该戴手套，避免污染电路板。⑥如涂敷不准确，必须擦洗掉焊膏再重新涂敷。擦洗免清洗焊膏不得使用酒精。⑦印好焊膏的电路板要及时贴装元器件，尽量在4小时内完成再流焊。⑧免清洗焊膏原则上不允许回收使用。⑨

再流焊的电路板，需要清洗的应该在当天完成清洗，防止焊锡膏的残留物对电路产生腐蚀。1、铅及其化合物带来的污染2、无铅焊接工艺的提出日本首先研制出无铅焊料，立法规定有铅焊接的终止期限为2003年年底，从2004年开始将不允许含铅电子产品进口；欧盟也决定在2006年在电子产品中限制使用包括铅在内的有害物质。四.无铅焊料欧盟WEEE和ROHS指令3、无铅焊料的研究与推广①对无铅焊料的理想化技术要求如下：·无毒性·性能好·兼容性好·材料成本低无铅锡丝②最有可能替代铅锡焊料的无毒合金是以锡（Sn）为主，添加银（Ag）、锌（Zn）、铜（Cu）、锑（Sb）、铋（Bi）、铟（In）等金属元素。无铅焊料的可能选择方案：

Sn-Ag系焊料

Sn-Zn系焊料

Sn-Bi系焊料4、无铅焊料存在的缺陷①扩展能力差②熔点高烙铁头温度应控制在350℃~370℃无铅波峰焊设备5、无铅焊料引发的新课题①元器件问题②印制电路板问题③助焊剂问题④焊接设备问题⑤工艺流程中的问题⑥废料回收问题五.SMT所用的粘合剂1、SMT

工艺对粘合剂的要求①对应用于SMT工艺来说，理想的粘合剂应该具有下列性能：

化学成分简单——制造容易；

存放期长——不需要冷藏而不易变质；

良好的填充性能——能填充电路板与元器件之间的间隙；

不导电——不会造成短路；

触变性好——滴下的轮廓良好，不流动，不会因流动而污染元器件的焊盘；

无腐蚀——不会腐蚀基板或元器件；

充分的预固化粘性——能靠粘性从贴装头上取下元器件；

充分的固化粘接强度——能够可靠地固定元器件；

化学性质稳定——与助焊剂和清洗剂不会发生反应；

可鉴别的颜色——适合于视觉检查。②从加工操作的角度考虑，粘合剂还应该符合的要求有：

使用操作方法简单——点滴、注射、丝网印刷等；

容易固化——固化温度低（不超过150~180℃，一