焊膏性能對焊(hàn)接質量的影響(xiǎng)
上(shàng)傳(chuán)時間：2014-4-25 9:05:45 作者(zhě)：昊瑞電子
1 概述
smt 中主要工藝程(chéng)序，包括(kuò)印刷、貼(tiē)裝和焊接。焊膏(gāo)印刷(shuā)是其(qí)中的(de)關鍵工(gōng)藝(yì)，據有關資(zī)料統計，由(yóu)焊膏(gāo)印(yìn)刷所造(zào)成的焊接缺陷(xiàn)占smt 總缺陷的60～70%。因(yīn)此，焊膏品質的優劣(liè)對焊接質(zhì)量有着重要的(de)影響。如何(hé)從各(gè)類焊(hàn)膏中選出(chū)性能(néng)優良的焊膏，焊膏的(de)性能(néng)對焊接質量的(de)影響(xiǎng)怎(zěn)樣，這些(xiē)都(dōu)是從事smt 工作(zuò)的同行們首先面臨、也十(shí)分關心的(de)問(wèn)題，爲此(cǐ)，我們對幾種焊(hàn)膏的(de)性能(néng)進行(háng)了摸底測試，在(zài)此基礎上就焊(hàn)膏性能對(duì)焊接(jiē)質量的(de)影響作(zuò)了(le)初步的(de)探讨(tǎo)，希望能對我廠(chǎng)的smt 生(shēng)産有(yǒu)所幫(bāng)助。
2 焊膏(gāo)的構成
焊膏(gāo)是一(yī)種均質混合物(wù)，由焊(hàn)料合金粉、助(zhù)焊(hàn)劑和一(yī)些添加(jiā)劑等混(hùn)合而成(chéng)的具有一定粘度和良好觸變(biàn)性的膏(gāo)狀體。
2.1 焊(hàn)料合金粉(fěn)
焊料(liào)合金粉是焊膏的主(zhǔ)要成(chéng)分，約(yuē)占焊膏重(zhòng)量85 ～9o ，是(shì)形成焊點的主要原料。焊料合金粉種類較多，常用(yòng)焊料合金(jīn)粉有以下幾種(zhǒng)：錫一(yī)鉛(sn—pb)、錫一鉛(qiān)一銀(sn—pb—ag)、錫一(yī)鉛一(yī)铋(sn—pb—bi)以及無(wú)鉛焊(hàn)料合金粉(fěn)等。
2.2 焊(hàn)劑系統
焊劑是(shì)焊料(liào)合金粉(fěn)的(de)載體，其主要作(zuò)用是(shì)清除合金焊料粉及焊件表面的氧(yǎng)化物(wù)，降低焊料的表(biǎo)面張力，使(shǐ)焊料(liào)良好(hǎo)的潤濕被(bèi)焊材(cái)料表面。從(cóng)清洗方面來分(fèn)，焊劑主要分(fèn)爲(wèi)三類：有(yǒu)機溶劑清洗型、水清洗型和免清洗型(xíng)。其中低殘(cán)渣免(miǎn)清洗焊(hàn)劑可(kě)免(miǎn)除印制(zhì)闆(pǎn)焊後清洗以(yǐ)及對環(huán)境造(zào)成的(de)不良影響(xiǎng)，由(yóu)此類焊(hàn)劑制成的焊膏是目(mù)前最爲先(xiān)進的焊膏(gāo)。
2.3 添加(jiā)劑
包括粘結劑(jì)、觸變劑、溶劑等(děng)。
2.3.1 粘結(jié)劑
粘結劑(jì)的主要(yào)作用是保證(zhèng)焊(hàn)膏被印(yìn)刷到焊(hàn)盤上後，使(shǐ)焊膏在焊接(jiē)前保(bǎo)持良好地(dì)粘附力。
2.3.2 觸變劑(jì)
觸變劑的(de)主要作用是使焊膏(gāo)具備良好(hǎo)的印刷性(xìng)。
2.3.3 溶劑
溶劑(jì)可調(diào)節焊(hàn)膏的(de)粘度。常用溶劑爲乙醇或異丙(bǐng)醇等，要求(qiú)既能(néng)在室溫下容易(yì)揮發、具(jù)備良好(hǎo)的印刷(shuā)性及脫版性，又能在焊(hàn)接過程中快速(sù)揮發，不飛濺，避(bì)免出現塌陷、焊(hàn)料球(qiú)和(hé)橋接等缺陷。
3 焊膏的性能測試與分析(xī)
焊膏的性能包(bāo)括外(wài)觀、粘度、可(kě)焊性(xìng)、焊(hàn)接強度(dù)、觸變(biàn)性(xìng)、塌落度、粘接性、腐(fǔ)蝕性(xìng)、焊料合金粉的(de)成份(fèn)、含(hán)量、粒度(dù)及分布、焊料的(de)氧化(huà)度、工(gōng)作壽(shòu)命和儲存期限(xiàn)等。
3.1 外(wài)觀
應爲灰色、均(jun1)勻不分層(céng)的膏狀體。
3.2 焊料合金(jīn)粉(fěn)含量
焊(hàn)料合(hé)金粉的含(hán)量對(duì)焊膏塗敷(fū)和焊(hàn)接效(xiào)果影(yǐng)響很(hěn)大(dà)，應選用(yòng)含量(liàng)爲85 ～ 92％ 的焊膏(gāo)，金屬(shǔ)粉含量過(guò)低，焊膏易(yì)出現塌陷(xiàn)、橋連(lián)、漏焊(hàn)及焊料球(qiú)等缺陷，影(yǐng)響産品的(de)質(zhì)量；而含量增(zēng)加時，焊(hàn)膏稠度(dù)增加，有利(lì)于形成飽滿(mǎn)的(de)焊點(diǎn)，且利于焊膏的脫版(bǎn)和釋放。另(lìng)外，金屬含(hán)量的增加(jiā)，使得金屬(shǔ)顆粒排列緊密(mì)，因而在熔化時更(gèng)容易(yì)結(jié)合而(ér)不被吹散，減(jiǎn)小(xiǎo)“塌落 ，避免(miǎn)出現(xiàn)焊料球(qiú)。
由此可(kě)見，若合(hé)金焊料(liào)粉的(de)含量不符(fú)合标準交(jiāo)會埋(mái)下許多質(zhì)量隐(yǐn)患，因此，用戶對這項(xiàng)指标應作嚴(yán)格要求(qiú)，有條(tiáo)件者可進行(háng)必要的測試(shì)。
3.3 焊料合金粉的形狀(zhuàng)、粒度及分布
焊(hàn)料粉的形狀有(yǒu)球形和(hé)橢圓形(xíng)兩種，球形(xíng)印刷(shuā)适應範圍(wéi)寬、表面積(jī)小、氧化度低(dī)、焊點不亮；橢(tuǒ)圓形(xíng)印刷适應(yīng)範圍窄、氧化度(dù)高、焊點不夠光亮，易出現焊料(liào)球、漏印(yìn)等缺陷(xiàn)，因此一般(bān)多(duō)選(xuǎn)用球(qiú)形焊料粉(fěn)。焊料(liào)粉(fěn)的粒度對焊(hàn)接質(zhì)量的(de)影響很大，粒度(dù)過小(xiǎo)，則焊料的(de)總表面積增大，氧化嚴(yán)重(zhòng)，易産生焊料(liào)球并引(yǐn)起極壞的坍塌(tā)現象，保形(xíng)性(xìng)差，分辨率低(dī)，出現(xiàn)橋連；粒(lì)度過大，焊膏(gāo)則不(bú)能漏(lòu)過模(mó)闆，從(cóng)而造(zào)成焊點不飽滿(mǎn)、連接不良，這種情況(kuàng)在細間距(jù)印刷中尤其明(míng)顯(xiǎn)。一般來說焊(hàn)料粉顆(kē)粒的(de)大小應(yīng)是模闆最(zuì)小漏孔(kǒng)尺寸的(de)1／4～ 1／5，且該(gāi)尺寸以外(wài)的焊料顆(kē)粒數應不(bú)超(chāo)過1o 。焊料(liào)粉的粒度分布(bù)也十(shí)分重(zhòng)要，若顆粒(lì)大小均勻、一緻(zhì)性(xìng)好，且符(fú)合尺寸要(yào)求(qiú)的(de)顆粒(lì)數在9o 以上，則印刷出的焊(hàn)膏線(xiàn)條(tiáo)挺括、圖(tú)形清晰、分(fèn)辨率(lǜ)高、焊接(jiē)效果(guǒ)好(hǎo)；反之，顆粒大小(xiǎo)差别(bié)過(guò)大(dà)，則印(yìn)刷出(chū)的焊膏邊(biān)界不清、易産生(shēng)塌陷(xiàn)、橋接(jiē)、焊料(liào)球等(děng)，影響焊接質量。
3.4 粘度
焊膏(gāo)的粘(zhān)度對焊接(jiē)質(zhì)量的(de)影響很(hěn)大，粘度(dù)過小，焊(hàn)膏易(yì)塌陷(xiàn)，出現橋接和焊料球(qiú)；粘度(dù)過(guò)大(dà)，則會産生(shēng)漏焊，導緻(zhì)連接(jiē)不(bú)良。因此(cǐ)，應選擇合适的(de)粘度。對于(yú)0．5引線(xiàn)間距(jù)的模闆印(yìn)刷，應選用粘度(dù)爲800~1300kcps的(de)焊膏。
3.5 粘(zhān)力(lì)
焊膏應有一定(dìng)的粘(zhān)力(lì)，以保證smd元件在焊接前(qián)不緻(zhì)移位或脫(tuō)落，同時保(bǎo)證焊膏對(duì)焊(hàn)盤的粘附力大于(yú)其對(duì)模闆(pǎn)開口側壁(bì)的(de)粘附(fù)力(lì)，使焊(hàn)膏能很好地脫闆。粘力的測定(dìng)一般采(cǎi)用測定(dìng)焊膏持粘力的方法(fǎ)進(jìn)行。
3.6 塌落(luò)度
應(yīng)盡量小。
3.7 焊(hàn)料粉的(de)氧(yǎng)化度(dù)
實驗表(biǎo)明：焊料(liào)球的發生率與焊料粉的氧化(huà)度有關(guān)。氧化度(dù)一般應控(kòng)制在0.05％以下，最(zuì)大極限(xiàn)爲0.15 。
3.8 焊(hàn)料(liào)球
其測試方(fāng)法是(shì)在一(yī)個光(guāng)滑的(de)陶瓷片上(shàng)印刷上适(shì)量的焊(hàn)膏，觀察焊膏(gāo)熔化後的(de)陶瓷片(piàn)上(shàng)形成(chéng)小球(qiú)的收斂(liǎn)性(xìng)，有無小暈環，以(yǐ)及光潔(jié)度、殘留(liú)物等(děng)情況。
3.9 可焊性
可焊(hàn)性主要(yào)指焊膏(gāo)對被焊(hàn)件的(de)潤(rùn)濕(shī)能力，它取決(jué)于焊劑的活性和焊料(liào)粒子的氧化程(chéng)度。活(huó)性太高，則(zé)去氧(yǎng)化膜能力強，有利(lì)于焊接(jiē)，但鋪(pù)展(zhǎn)面(miàn)積過大，易出現橋接(jiē)；活性太低(dī)，則去氧化(huà)膜能力弱(ruò)，易産生(shēng)焊(hàn)料球(qiú)。所以(yǐ)要根據具體情況選(xuǎn)擇适(shì)當活性的焊膏。
3.10 觸變性
即在刮闆壓力(lì)作用下(xià)，焊膏出現“稀化(huà) 現象(xiàng)，使其容易(yì)漏過模闆(pǎn)，印刷(shuā)完後(hòu)，焊膏(gāo)又恢(huī)複到原(yuán)來(lái)的粘度而呈現良好(hǎo)的印刷分辨率，分而獲得(dé)優異(yì)的焊接質(zhì)量。
3.11 焊(hàn)接強(qiáng)度(dù)
焊膏焊(hàn)接後應具(jù)有足夠的(de)機(jī)械強度(dù)，以确(què)保電路闆組件(jiàn)的可(kě)*連接(jiē)，保證其電(diàn)性能和機械性能·
3.12 工(gōng)作壽命與(yǔ)儲存(cún)期限(xiàn)
工作壽命(mìng)是指從焊膏印刷到(dào)不能再貼(tiē)放元件(jiàn)的時間。實際使用(yòng)時應(yīng)在焊膏(gāo)要求的儲厚(hòu)期限内使(shǐ)用。焊膏(gāo)的(de)儲存(cún)期限(xiàn)一(yī)般爲3～6個(gè)月，應密封(fēng)冷藏(cáng)，盡量縮短保存(cún)時間。
