焊锡膏

　　背景

　　在20世纪70年代的表面贴装技术(Surface Mount Technology，简称SMT)，是指在印制电路板焊盘上印刷、涂布焊锡膏，并将表面贴装元器件准确的贴放到涂有焊锡膏的焊盘上，按照特定的回流温度曲线加热电路板，让焊锡膏熔化，其合金成分冷却凝固后在元器件与印制电路板之间形成焊点而实现冶金连接的技术。

　　焊锡膏是伴随着SMT应运而生的一种新型焊接材料。焊锡膏是一个复杂的体系，是由焊锡粉、助焊剂以及其它的添加物混合而成的膏体。焊锡膏在常温下有一定的粘性，可将电子元器件初粘在既定位置，在焊接温度下，随着溶剂和部分添加剂的挥发，将被焊元器件与印制电路焊盘焊接在一起形成永久连接。

　　成份作用

　　焊锡膏,主要由助焊剂和焊料粉组成（FLUX &SOLDER POWDER）

　　（一）、助焊剂的主要成份及其作用：

　　A、活化剂(ACTIVATION)：该成份主要起到去除PCB铜膜焊盘表层及零件焊接部位的氧化物质的作用，同时具有降低锡、铅表面张力的功效；

　　B、触变剂(THIXOTROPIC) ：该成份主要是调节焊锡膏的粘度以及印刷性能，起到在印刷中防止出现拖尾、粘连等现象的作用；

　　C、树脂（RESINS）：该成份主要起到加大锡膏粘附性，而且有保护和防止焊后PCB再度氧化的作用；该项成分对零件固定起到很重要的作用；

　　D、溶剂（SOLVENT）：该成份是焊剂组份的溶剂，在锡膏的搅拌过程中起调节均匀的作用，对焊锡膏的寿命有一定的影响；

　　（二）、焊料粉：

　　焊料粉又称锡粉主要由锡铅、锡铋、锡银铜合金组成，一般比例为SN63/PB37、SN42BI58、SN96.5CU0.5AG3.0和SN99CU0.7AG0.3。概括来讲锡粉的相关特性及其品质要求有如下几点：

　　A、锡粉的颗粒形态对锡膏的工作性能有很大的影响：

　　A-1、重要的一点是要求锡粉颗粒大小分布均匀，这里要谈到锡粉颗粒度分布比例的问题；在国内的焊料粉或焊锡膏生产厂商，大家经常用分布比例来衡量锡粉的均匀度：以25~45μm的锡粉为例，通常要求35μm左右的颗粒分度比例为60%左右，35μm 以下及以上部份各占20%左右；

　　A-2、另外也要求锡粉颗粒形状较为规则；根据“中华人民共和国电子行业标准《锡铅膏状焊料通用规范》（SJ/T 11186-1998）”中相关规定如下：“合金粉末形状应是球形的,但允许长轴与短轴的最大比为1.5的近球形状粉末。如用户与制造厂达成协议，也可为其他形状的合金粉末。”在实际的工作中，通常要求为锡粉颗粒长、短轴的比例一般在1.2以下。

　　A-3、如果以上A-1及A-2的要求项不能达到上述基本的要求，在焊锡膏的使用过程中，将很有可能会影响锡膏印刷、点注以及焊接的效果。

　　B、各种锡膏中锡粉与助焊剂的比例也不尽相同，选择锡膏时，应根据所生产产品、生产工艺、焊接元器件的精密程度以及对焊接效果的要求等方面，去选择不同的锡膏；

　　B-1、根据“中华人民共和国电子行业标准《锡铅膏状焊料通用规范》（SJ/T 11186-1998）”中相关规定，“焊膏中合金粉末百分(质量)含量应为65%-96%,合金粉末百分(质量)含量的实测值与订货单预定值偏差不大于±1%”；通常在实际的使用中，所选用锡膏其锡粉含量大约在90%左右，即锡粉与助焊剂的比例大致为90：10；

　　B-2、普通的印刷制式工艺多选用锡粉含量在89-91.5%的锡膏；

　　B-3、当使用针头点注式工艺时，多选用锡粉含量在84-87%的锡膏；

　　B-4、回流焊要求器件管脚焊接牢固、焊点饱满、光滑并在器件（阻容器件）端头高度方向上有1/3至2/3高度焊料爬升，而焊锡膏中金属合金的含量，对回流焊焊后焊料厚度（即焊点的饱满程度）有一定的影响；为了证实这种问题的存在，有关专家曾做过相关的实验，现摘抄其最终实验结果如下表供参考：(表暂缺）

　　从上表看出，随着金属含量减少，回流焊后焊料的厚度减少，为了满足对焊点的焊锡量的要求，通常选用85%~92%含量的焊膏。

　　C、锡粉的“低氧化度”也是非常重要的一个品质要求，这也是锡粉在生产或保管过程中应该注意的一个问题；如果不注意这个问题，用氧化度较高的锡粉做出的焊锡膏，将在焊接过程中严重影响焊接的品质。

　　什么是焊料

　　焊料是一种熔点比被焊金属熔点低的易熔金属。焊料熔化时，在被焊金属不熔化的条件下能润浸被焊金属表面，并在接触面处形成合金层而与被焊金属连接到一起。在一般电子产品装配中，俗称为焊锡。

　　常用焊料具备的条件:

　　1)焊料的熔点要低于被焊工件。

　　2)易于与被焊物连成一体，要具有一定的抗压能力。

　　3)要有较好的导电性能。

　　4)要有较快的结晶速度。

　　常用焊料的种类

　　根据熔点不同可分为硬焊料和软焊料；根据组成成分不同可分为锡铅焊料、银焊料、铜焊料等。在锡焊工艺中，一般使用锡铅合金焊料。

　　1)锡铅焊料——是常用的锡铅合金焊料，主要由锡和铅组成，还含有锑等微量金属成分。

　　锡铅焊料主要用途:广泛用于电子行业的软钎焊、散热器及五金等各行业波峰焊、浸焊等精密焊接。特殊焊接工艺以及喷涂、电镀等。经过特殊工艺调质精炼处理而生产成的抗氧化焊锡条,具有独特的高抗氧化性能,浮渣比普通焊料少,具有损耗少、流动性好,可焊性强、焊点均匀、光亮等特点.

　　锡铅焊料条

　　锡铅焊料标准:GB/T8012-2000/GB/T3131-2001

　　2)共晶焊锡——是指达到共晶成分的锡铅焊料，合金成分是锡的含量为61．9%、铅的含量为38．1%。在实际应用中一般将含锡60%，含铅40%的焊锡就称为共晶焊锡。在锡和铅的合金中，除纯锡、纯铜和共晶成分是在单一温度下熔化外，其他合金都是在一个区域内熔化的，所以共晶焊锡是锡铅焊料中性能最好的一种。

　　Eutectic solders(共晶焊锡)：两种或更多的金属合金，具有最低的熔化点，当加热时，共晶合金直接从固态变到液态，而不经过塑性阶段。

　　常用焊料的形状：

　　焊料在使用时常按规定的尺寸加工成形，有片状、块状、棒状、带状和丝状等多种。

　　1)丝状焊料——通常称为焊锡丝，中心包着松香，叫松脂芯焊丝，手工烙铁锡焊时常用。松脂芯焊丝的外径通常有0．5mm、0．6mm、0．8mm、1．Omm、1．2mm、1．6mm、2．Omm、2．3mm、3．Omm等规格。

　　2)片状焊料——常用于硅片及其他片状焊件的焊接。

　　3)带状焊料——常用于自动装配的生产线上，用自动焊机从制成带状的焊料上冲切一段进行焊接，以提高生产效率。

　　4)焊料膏——将焊料与助焊剂拌和在一起制成，焊接时先将焊料膏涂在印制电路板上，然后进行焊接，在自动贴片工艺上已经大量使用。

　　保存使用

　　1.保存方法

　　锡膏的保管要控制在1-10℃的环境下；锡膏的使用期限为6个月（未开封）；不可放置于阳光照射处。

　　2.使用方法（开封前）

　　开封前须将锡膏温度回升到使用环境温度上（25±2℃），回温时间约3-4小时，并禁止使用其他加热器使其温度瞬间上升的做法；回温后须充分搅拌，使用搅拌机的搅拌时间为1-3分钟，视搅拌机机种而定。

　　3.使用方法（开封后）

　　1)将锡膏约2/3的量添加于钢网上，尽量保持以不超过1罐的量于钢网上。

　　2)视生产速度，以少量多次的添加方式补足钢网上的锡膏量，以维持锡膏的品质。

　　3)当天未使用完的锡膏，不可与尚未使用的锡膏共同放置，应另外存放在别的容器之中。锡膏开封后在室温下建议24小时内用完。

　　4)隔天使用时应先行使用新开封的锡膏，并将前一天未使用完的锡膏与新锡膏以1：2的比例搅拌混合，并以少量多次的方式添加使用。

　　5)锡膏印刷在基板后，建议于4-6小时内放置零件进入回焊炉完成着装。

　　6)换线超过1小时以上，请于换线前将锡膏从钢板上刮起收入锡膏罐内封盖。

　　7)锡膏连续印刷24小时后，由于空气粉尘等污染，为确保产品品质，请按照“步骤4）”的方法。

　　8)为确保印刷品质建议每4小时将钢板双面的开口以人工方式进行擦拭。

　　9)室内温度请控制与22-28℃，湿度RH30-60%为最好的作业环境。

　　10)欲擦拭印刷错误的基板，建议使用工业酒精或工业清洗剂