SMT錫膏綜合知識簡介

1、SMT錫膏綜合知識簡介Prepared by: Songhua_ZhuQSMC SMT TRAINING CENTER錫膏組成 錫膏是一種混合物，主要由下表幾種物質組成：成分重量%作用焊料焊錫粉末8592元件與PCB之連接助焊劑松香28黏性及去除錫粉氧化物活性劑12去除錫粉氧化物黏性劑01防止坍塌及錫粉氧化溶劑17調整黏性及印刷性錫粉粒徑分類Powder TypeType in IPCParticle sizeRemarks50 Type27545um20 mils pitch42 Type34525um20 mils pitch32 Type44525um16 mils pitch32 Ty

2、pe53015um12 mils pitch10 Type6155umWafer bumping目前，SMT用錫粉主要為Type3、Type4焊料合金 Sn-Pb合金體系作為焊接材料的優(yōu)異性能是其他材料所無法比擬的。但是，隨著電子工業(yè)無鉛時代的來臨已被全面取代。目前可用作焊接材料的合金主要有以下幾種: Sn-Ag-Cu合金體系，目前的主流合金，以Sn-3.0Ag-0.5Cu（SAC305)最為普遍； Sn與Zn、Bi的兩元和三元合金，用于低溫焊接。 其他較少應用的合金體系，如：Sn-Ag-Bi,Sn-Cu-Ni,Sn-Ag-Cu-Ce等等助焊劑（Flux）組成Flux其他添加劑各廠商不同活化劑

3、胺鹽酸類或有機酸黏性劑蠟類物質其他添加劑各廠商不同樹脂材料松香為主助焊劑分類 R type ：表示僅采用松香為活化成分的助焊劑，免洗、安全但活性不足，用于精密高價產(chǎn)品。 RMA type：在松香中添加低活性的活化成份，雖然焊后殘留物無腐蝕性與導電性，但濕度過高時可能會水解，因此需要清洗。 RA type：在松香中添加強效的活化成份，焊性好但殘留物腐蝕性強，必須清洗。 OA type：以有機酸作為活化成份的助焊劑，具有比RA型助銲劑更強的活性。 IA type：以無機酸作為活化成份的助焊劑，活性最強。 WS：水溶性助焊劑，殘留物可用去離子水洗凈，可搭配RMA松香。 SA：以合成物質作為活化成分的

4、助焊劑，必須以CFC清洗。自CFC禁用后，已轉變?yōu)樗葱椭竸?。助焊劑分類助焊劑種類主要成份活化物物質形態(tài)樹脂R,RMA,RA松香1、無活化物2、鹵素活化3、非鹵素活化A.液態(tài)（主要用于波峰焊，維修）B.固態(tài)（用于錫絲，維修BGA)C.膏狀(用于調整焊錫膏）人工樹脂有機酸OA水溶性非水溶性無機酸IA酸類1、磷酸2、其他酸類鹽類1、氯化銨鹽2、非氯化銨鹽堿類胺鹽或胺類助焊劑的作用 保護焊料在焊接過程中不會被二次氧化 降低金屬表面張力，增加潤濕性 去除焊墊表面的氧化物或有機膜，使焊料和焊墊發(fā)生反應生成IMC（中間材料化合物）松香的特性 松香作為助焊劑中的主要成份，是基于其下列特征： 常溫下不具活性

5、及反應性； 溶成溶液后黏度低，可去除金屬表面污物； 在高溫環(huán)境下較穩(wěn)定，受熱不分解； 焊接后殘留物具有高絕緣性。溫度曲線的制定（無鉛）A: 預熱升溫速率23 /sec BC: 過渡區(qū)溫度170 10 D: 回焊升溫速率24 /sec E: 冷卻速率34/sec FG: 峰值溫度240 10T1: 預熱時間80 10 sec T2: 過渡時間80 10 secT3: 液相溫度上時間3050 sec溫度曲線制定說明 1、Preheat與Soak： （1）作用： 使助焊劑中的揮發(fā)性物質完全揮發(fā)； 避免錫膏急速軟化； 緩和正式加熱時的熱沖擊 促進助焊劑的活化，以清潔Pad。 （2）影響： 預熱不足（溫

6、度、時間），容易引起錫珠、墓碑及燈 芯效應； 預熱過度，將引起助焊劑老化和錫粉氧化； 在Soak區(qū)，若溫度上升的過快，溫度難以均勻分布， 易引起墓碑和燈芯。溫度曲線制定說明2、回焊區(qū) 回焊區(qū)若溫度不足，就無法確保充足的熔融焊料與PAD的接觸時間，很難獲得良好的焊接狀態(tài)，同時由于熔融焊料內部的助焊劑成份與氣體無法排除，因而發(fā)生空洞和冷焊。 回焊區(qū)Peak溫度太高或在液相線上停留時間過長，則熔融的焊料可能會被再次氧化而導致焊點可靠性的降低。氮氣爐回焊中，二次氧化的危險性有所下降，但是溫度過高或停留時間過長，PCB與零件將承受更大的熱沖擊。3、冷卻區(qū) 冷卻速度不宜過快也不宜過慢； 由于現(xiàn)在大多采用無

7、鉛焊料(主要為SAC305)，冷卻速度過快，熔融焊料沒有充足的時間凝固，會導致焊點外部凝固，而內部還處于熔融狀態(tài)，隨后整體凝固后會產(chǎn)生大量應力從而導致Crack。 冷卻速度過慢，會導致IMC過度生長，尤其是Ag3Sn。另外，因為元件和PCB熱容量的差異，將引起溫度分布不均，焊料冷凝時間的差異會導致元件位置挪移，熱膨脹率的差異將是板彎曲。有鉛與無鉛溫度曲線的主要區(qū)別無鉛與有鉛的溫度曲線之所以不同，主要是由于合金的不同，有鉛是錫鉛二元合金，而無鉛主要是錫銀銅三元合金。而且錫鉛合金可以組成良好的共熔物。有鉛與無鉛溫度曲線的主要區(qū)別 典型的有鉛焊料SnPb6337的熔點為183，而無鉛焊料SAC305

8、的熔點則是217220，由此產(chǎn)生了回流溫度曲線的一些區(qū)別： 峰值溫度的差異，有鉛一般控制在235，無鉛則需要更高的溫度（25010）。 冷卻速率的差異，有鉛焊料因為熔點固定，凝固時不會因為凝固時間 的差異而產(chǎn)生內應力，因此冷卻速率可以比較隨意，只要能保證IMC生長足夠就可以了。 無鉛焊料因為是三元合金，熔點不固定，另還有其他IMC雜質產(chǎn)生，可能會影響焊點可靠性，因此冷卻速率不能太快也不能太慢，太快則造成焊點外部凝固而內部不能及時凝固而產(chǎn)生熱應力，太慢則可能導致大量Ag3Sn的生成，導致焊點脆化。錫膏檢驗項目 錫膏坍塌性測試(Slump test) 潤濕性測試(Wettability test) 錫球殘留測試(Solder ball test) 黏度測試(Viscos