在表面组装件的回流焊中,焊膏被用来实施表面组装元器件的引线或端点与印制板上焊盘的连接。而由焊膏产生的缺陷占SMT中缺陷的60%—70%,所以规范合理使用焊膏显得尤为重要。
一、焊膏的组合成分
焊膏是由合金焊料粉、焊剂和一些添加剂混合而成的,具有一定粘性和良好触变性的一种均质混合物,具有良好的印刷性能和再流焊性能,并在贮存时具有稳定性的膏状体。合金焊料粉是焊膏的主要成分,约占焊膏重量的85%—90%。常用的合金焊料粉有以下几种:
1、锡–铅(Sn–Pb)
2、锡–铅–银(Sn–Pb–Ag)
2、锡–铅–铋(Sn–Pb–Bi)
当然,还有非常多的种类,其中最常用的合金成分为Sn63Pb3。合金焊料粉的形状可分为球形和椭圆形(无定形),其形状、粒度大小影响表面氧化度和流动性,因此,对焊膏的性能影响很大。
二、焊膏的载体
一般,由印刷钢板或网版的开口尺寸或注射器的口径来决定选择焊锡粉颗粒的大小和形状。不同的焊盘尺寸和元器件引脚应选用不同颗粒度的焊料粉,不能都选用小颗粒,因为小颗粒有大得多的表面积,使得焊剂在处理表面氧化时负担加重。
在焊膏中,焊剂是合金焊料粉的载体,其主要的作用是清除被焊件以及合金焊料粉的表面氧化物,使焊料迅速扩散并附着在被焊金属表面。焊剂的组成为:活性剂、成膜剂和胶粘剂、润湿剂、触变剂、溶剂和增稠剂以及其他各类添加剂。
焊剂的活性:对焊剂的活性必须控制,活性剂量太少可能因活性差而影响焊接效果,但活性剂量太多又会引起残留量的增加,甚至使腐蚀性增强,特别是对焊剂中的卤素含量更需严格控制,其实,根据性能要求,焊剂的重量比还可扩大至8%—20%。焊膏中的焊剂的组成及含量对塌落度、粘度和触变性等影响很大。
三、焊膏的分类
1、按熔点的高低分:高温焊膏为熔点大于250℃,低温焊膏熔点小于150℃,常用的焊膏熔点为179℃—183℃,成分为Sn63Pb37和Sn62Pb36Ag2。
2、按焊剂的活性分:可分为无活性(R),中等活性(RMA)和活性(RA)焊膏。常用的为中等活性焊膏。
四、焊膏的选择依据
1、根据产品本身价值和用途,高可靠性的产品需要高质量的焊膏。
2、根据产品的组装工艺、印制板和元器件选择焊膏的合金成分。
3、根据产品(印制板)对清洁度的要求以及焊后不同的清洗工艺来选择焊膏。
4、根据PCB和元器件存放时间和表面氧化程度来选择焊膏的活性。
5、根据PCB的组装密度(有无窄间距)来选择合金粉末颗粒度,常用焊膏的合金粉未颗粒尺寸分为四种粒度等级,窄间距时—般选择20—45pm。
6、根据施加焊膏的工艺以及组装密度选择焊膏的粘度,高密度印刷要求高粘度,滴涂要求低粘度。
五、焊膏的使用要求及性能
1、具有优异的保存稳定性。
2、具有良好的印刷性(流动性、脱版性、连续印刷性)等。
3、印刷后在长时间内对SMD持有一定的粘合性。
4、焊接后能得到良好的接合状态(焊点)。
5、其焊接成分,具高绝缘性,低腐蚀性。
6、对焊接后的焊剂残渣有良好的清洗性,清洗后不可留有残渣成分。
六、焊膏的贮存和使用
1、必须储存在2一10℃的条件下
2、要求使用前一天从冰箱取出焊膏(至少提前2小时),待焊膏到室温后才能打开容器盖,防止水汽凝结。
3、使用前用不锈钢搅拌棒将焊膏搅拌均匀,降低焊膏的粘度。焊膏开封后,原则上应在当天内一次用完,超过时间使用期的焊膏绝对不能使用。
4、添加完焊膏后,应盖好容器盖。
5、免清洗焊膏不得回收使用,如果印刷间隔超过l小时,须将焊膏从模板上拭去,同时将焊膏存放到当天使用的容器中。
6、印刷后尽量在4小时内完成再流焊,超过时间应把PCB焊膏清洗后重新印刷。
7、免清洗焊膏修板后不能用酒精擦洗。
8、需要清洗的产品,再流焊后应在当大完成清洗。
9、印刷焊膏和贴片胶时,要求拿PCB的边缘或带指套,以防污染PCB。
七、SMT对焊膏的要求
1、具有较长的贮存寿命,在0—10℃下保存3—6个月。贮存时不会发生化学变化,也不会出现焊料粉和焊剂分离的现象,并保持其粘度和粘接性不变。
2、有较长的工作寿命,在印刷或滴涂后通常要求能在常温下放置12—24小时,其性能保持不变。
3、在印刷或涂布后以及在再流焊预热过程中,焊膏应保持原来的形状和大小,不产生堵塞。
4、良好的润湿性能。要正确选用焊剂中活性剂和润湿剂成分,以便达到润湿性能要求。
5、不发生焊料飞溅。这主要取决于焊膏的吸水性、焊膏中溶剂的类型、沸点和用量以及焊料粉中杂质类型和含量。
6、具有较好的焊接强度,确保不会因振动等因素出现元器件脱落。
7、焊后残留物稳定性能好,无腐蚀,有较高的绝缘电阻,且清洗性好。焊膏的选用主要根据工艺条件。