焊锡膏及其使用.ppt

1,焊锡膏及其使用,Assistant Services Manager Qualitek Electronic Shenzhen Co.,LTD.,2,概 要,锡膏成分简述（5分钟） 锡膏的主要参数（30分钟） 锡膏品质（10分钟） 锡膏的使用（15分钟） 一般SMT不良的对策（15分钟） 综述&讨论（ ? 分钟）,3,锡膏成分简述-1,是一种均匀、稳定的锡合金粉、助 焊剂、以及溶剂的混合物。在焊接时可以 形成合金性连接。这种物质极适合表面贴 装的自动化生产的可靠性焊接，是现电子 业高科技的产物。,锡膏的定义,4,锡膏成分简述-2,10助焊膏和90锡粉的重量比,5,锡膏成分简述-3,50助焊膏与50锡粉的体积比,6,锡膏的主要参数,合金类型 锡粉颗粒 助焊剂类型 (残余物的去除) 使用方法（包装）,7,锡膏的主要参数1a,合金参数,温度范围 a 固相 b 液相 基质兼容性 焊接强度（结合力）,8,锡膏的主要参数1b,锡铅合金的二元金相图,A 共熔组成在Pb37/Sn63合金,此是固态与 液态 直来直往的,无浆状存在，且熔点低在183C。 B 纯铅的MP为327C，纯锡2320C，当形成合金时，则其MP下降以共晶点为最低。,9,锡膏的主要参数1c,常用合金,电子应用方面超过90%的是： Sn63/Pb37 、Sn62/Pb36/Ag2 、或 Sn60/Pb40 2%的银合金随含Ag引脚和焊垫应用的增加而增加。 银合金常用于锡铅合金产生弱粘合的场合,10,锡膏的主要参数1d,其它应用合金,Sn43/Pb43/Bi14 低温应用 Sn42/Bi58 Sn96/Ag4 高温、无铅、高张力 Sn95/Sb5 Sn95.5/Ag4/Cu0.5 Sn10/Pb90 Sn10/Pb88/Ag2 高温、高张力、低价值 Sn5/Pb93.5/Ag1.5,11,锡膏的主要参数1e,各合金参数表,12,锡膏的主要参数2,锡粉参数,锡粉颗粒直径大小 颗粒形状 大小分布 氧化比率,13,锡膏的主要参数2a,锡粉颗粒直径大小,电镜扫描 IPC J-STD-006 定义球形锡粉的直径尺寸是长宽比率小于1.5倍,Optimum,14,锡膏的主要参数2a1,粉粒等级 网眼大小 颗粒大小 IPC TYPE 2 -200+325 45-75 微米 IPC TYPE 3 -325+500 25-45微米 IPC TYPE 4 -400+635 20-38微米 2型用于标准的SMT，间距为50mil，当间距小到30mil时，必须用3型焊膏 3型用于小间距技术（30mil-15mil）,在间距为15mil或更小时，要用4型焊膏 这即是UFPT（极小间距技术）,15,锡膏的主要参数2b,颗粒形状,Good Poor,16,锡膏的主要参数2c,大小分布 Type 3 (25-45m),17,锡膏的主要参数2c1,大小分布 Type 4 (20-38m),18,锡膏的主要参数2c2,Mesh,19,锡膏的主要参数2c3,Mesh Concept,20,锡膏的主要参数2d1,氧化比率,锡粉表面氧化重量测试 锡粉称重 样品熔化 去除焊剂及杂质 称重余量 换算比 Type 3小于 0.17%,21,锡膏的主要参数2d2,氧化比率,22,锡膏的主要参数2da,科利泰锡粉,23,锡膏的主要参数2db,24,Solder Ball Test Result,25,锡膏的主要参数3a,助焊膏性能,与基质的兼容性 热分解性/减少程度 粘度/黏度 流动性 可接纳的载金量 与热传递机制的一致性 与常用清洗溶剂及设备的兼容性,26,锡膏的主要参数3b,助焊膏类型,免洗（NC） 水洗（WS或OA） 中等活性松香（RMA） 活性松香型（RA）,目前在电子制造业方面，免洗和水洗型焊锡膏占有率超过90%,27,锡膏的主要参数3c,各类型之成分比较,RA和RMA 配方是相似的。然而，RA 含有卤化物活性剂。 水溶性助焊剂含有高的活化剂。 免洗类似于RA、RMA，除在松香树脂含量上不同。 其它成份是表面活化剂、增稠剂、增韧剂等,28,松香的化学结构,松 香 （脂） 酸,包含活性机能、有机物组成份 -COOH，-NH2，-NHR，-NR2,助焊剂强度（力度）取决于： 分子结构 物理特性 周边的媒介物 基质的相容性 加热相容性,COOH,29,锡膏的主要参数3d,焊膏添加剂,卤化物：去除铜面氧化物（活化剂） 中性有机酸：活化锡铅表面（活化剂） 胺类：活化银表面（活化剂） 有机酸：高温下配合FLUX除污（活化剂） 氯化物：活性强过RMA（活化剂） 溶剂：溶解固化物、活性剂，需有挥发性（坍塌、空洞、危害人体） 黏度改质剂（触变剂）：印刷成型 润湿剂：Solder Paste与PAD间的易接触，便于残渣清洗 增黏剂：保持贴片后REFLOW前的黏性 防氧化剂：防锡粉氧化，属酚类 表面活剂：降低焊剂的表面张力，增加焊剂对焊粉和焊垫的亲润性 其它添加剂：锡膏制造商的专利,30,锡膏的主要参数4a,包装方式,31,锡膏的主要参数4b,包装方式,32,锡膏的品质测试a,铜镜测试：测助焊剂腐蚀性的强弱，敷在长方形的玻璃（专制） 230C20C 50%5%RH。 铬酸银试：测氯化物或溴化物的存在，白色或淡黄色表示有，如 有胺类影响需先以PH试纸测验PH3。 金属含量：IPC-SP-819规定75-92%误差1%内。称熔融前后的重量。 黏度测试：Brookfield及Malcolm测量计测量。单位centipoise(CPS)。 深度5cm250C0.250C回温4HS。Brookfield转速5RPM 旋浆下沉2.8cm转10分钟，取最后两个的平均值。,33,锡膏的品质测试b,坍塌测试： 测在室温中及在熔焊中，印着形态的保持。印在毛玻璃 上3个直径0.65cm,厚度0.25mm两块，分别置于25C 5C，50%RH50-70分钟及5-10分钟后置于100C5C， 102分钟，不可增大原形的10（IPC-SP-819）。 锡球测试：检查锡膏熔焊后能否形成一个大球体而不夹杂小球体或 碎叶。坍塌试验后的板在20秒内熔化，以20-30倍放大镜 ，中央主球体直径大于90mil(2.3mm),小球径70。,34,锡膏生产流程,35,Test for Tack,Utilize standard Malcolm TK-1 Tackiness Tester with IPC Insertion Point,36,Tack Test Result,37,Tack Result Chart,38,Tack Result Chart,No Clean A Type 3,No Clean A Type 4,39,Tack Result Chart,No Clean B Type 3,No Clean B Type 4,40,Tack Result Chart,Water Soluble A Type 3,Water Soluble A Type 4,41,Tack Result Chart,Water Soluble B Type 3,Water Soluble B Type 4,42,锡膏使用,使用的建议,环境的温、湿度： 最佳温度：22-24oC 最佳湿度： 45-65%RH 温度增高，黏度减低 湿度减低，焊膏变干 温度减低，黏度增大 湿度增加，焊膏起化学反应,43,锡膏使用,储存,建议储藏2-18oC之间 自生产日期起免洗-6个月 & 水洗-3个月 不要把储存温度放在0度以下，这样在解冻上 会危及锡膏的流变特征。,44,锡膏使用,使用建议,1、保证在各种模式下正确使用锡膏 -检查锡膏的类型、合金类型和网目类型 -不同的焊膏适用于不同的应用模式或生产 2、锡膏从冰箱拿出解冻到室温最少需要4个小时，在存储期间，锡膏不可低于0度 -避免结晶 -保证锡膏到可使用的条件 -预防锡膏结块 -不过在解冻后，使用过的和未使用的焊膏都可以恢复它本来的性能。(备注：参照后面锡膏存储寿命) 3、在使用之前，要完全、轻轻地搅拌锡膏，通常是1分钟 -使锡膏均匀 4、在使用时的任何时候，只保证只有1瓶锡膏开着 -在生产的所有时间里，保证使用的是新鲜锡膏 5、对开过盖的和残留下来的锡膏，在不使用时，内、外盖一定是紧紧盖着的。 -预防锡膏变干和氧化，延长在使用过程中锡膏的自身寿命 6、在使用锡膏时，实行“先进先出”的工作程序。 -使用锡膏一直处于最佳性能状态 7、确保锡膏在印刷时是“热狗”式滚动，“热狗”的厚度约等于1/2到3/4个金属刮刀的高度。 -监测锡膏粘度的指导方法 -正确的滚动可以确保焊膏漂亮的印刷到钢网的开口处 8、印有锡膏的PCB，为保证锡膏的最佳焊接品质,在1个小时内流到下一个工序 -防止锡膏变干和粘度减少,45,锡膏使用b,使用,9、在锡膏不用超过1个小时,为保持锡膏最佳状态，锡膏不要留在钢网上。 -预防锡膏变干和不必要的钢网堵孔 10、尽量不要把新鲜锡膏和用过的锡膏放入同一个瓶子。当要从钢网收掉锡膏时，要换另一个空瓶来装。 -防止新鲜锡膏被旧锡膏污染 -对于使用过的锡膏的保存方法，参见前面的“储存”程序； -重新使用旧锡膏的方法，参见本章节的步骤1-4 ； 11、建议新、旧锡膏混合使用时，用1/4的旧锡膏与3/4的新鲜锡膏均匀搅拌在一起。 -保持新、旧锡膏在混合在一起时都处于最佳状态 锡膏存储寿命 环境： 18-28 RH ： 30-60 i)未开盖 建议未开盖的锡膏在上面所说的环境下最长放置的寿命： a) 免洗：5-7天 b) 水洗：2-3天 ii)开盖（但未用） 当把外盖打开，就不再是密封环境了。取出内盖，再把内盖和外盖都放回去。这样做的话，寿命为： a) 免洗：1-2天 b) 水洗：-1天 iii)开盖（已使用） 焊膏已在钢网上印刷。这要参照锡膏在钢网上的寿命： a) 免洗：8-12小时 b) 水洗：4-6小时,46,一般SMT不良,印刷,搭桥（连锡） 锡粉量少、黏度低、粒度大、室温度、印膏太厚度、放置压力过大。 发生皮屑 焊膏助焊剂中的活化剂太强，环境温度太高及