焊锡膏的成分及其使用.ppt

1 焊锡膏及其使用 3 21 2020 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 21 2020 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 3 21 2020 4 锡膏成分简述 2 10 助焊膏和90 锡粉的重量比 3 21 2020 5 锡膏成分简述 3 50 助焊膏与50 锡粉的体积比 3 21 2020 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 3 21 2020 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 3 21 2020 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 3 21 2020 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 Pb402 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 3 21 2020 10 锡膏的主要参数 1d 其它应用合金 Sn43 Pb43 Bi14低温应用Sn42 Bi58Sn96 Ag4高温 无铅 高张力Sn95 Sb5Sn95 5 Ag4 Cu0 5Sn10 Pb90Sn10 Pb88 Ag2高温 高张力 低价值Sn5 Pb93 5 Ag1 5 3 21 2020 11 锡膏的主要参数 1e 各合金参数表 3 21 2020 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 3 21 2020 13 锡膏的主要参数 2a 锡粉颗粒直径大小 电镜扫描IPCJ STD 006定义球形锡粉的直径尺寸是长宽比率小于1 5倍 Optimum 3 21 2020 14 锡膏的主要参数 2a1 粉粒等级网眼大小颗粒大小IPCTYPE2 200 32545 75微米IPCTYPE3 325 50025 45微米IPCTYPE4 400 63520 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 3 21 2020 15 锡膏的主要参数 2b 颗粒形状 GoodPoor 3 21 2020 16 锡膏的主要参数 2c 大小分布Type3 25 45 m 3 21 2020 17 锡膏的主要参数 2c1 大小分布Type4 20 38 m 3 21 2020 18 锡膏的主要参数 2c2 Mesh 3 21 2020 19 锡膏的主要参数 2c3 MeshConcept 3 21 2020 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Type3小于0 17 3 21 2020 21 锡膏的主要参数 2d2 氧化比率 3 21 2020 22 锡膏的主要参数 2da 科利泰锡粉 3 21 2020 23 锡膏的主要参数 2db 3 21 2020 24 SolderBallTestResult 3 21 2020 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 3 21 2020 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 3 21 2020 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 3 21 2020 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 3 21 2020 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 SolderPaste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 3 21 2020 30 锡膏的主要参数 4a 包装方式 3 21 2020 31 锡膏的主要参数 4b 包装方式 3 21 2020 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 230C 20C50 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PH 3 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5cm250C 0 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 3 21 2020 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25 C 5 C 50 RH50 70分钟及5 10分钟后置于100 C 5 C 10 2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 3 21 2020 34 锡膏生产流程 3 21 2020 35 TestforTack UtilizestandardMalcolmTK 1TackinessTesterwithIPCInsertionPoint 3 21 2020 36 TackTestResult 3 21 2020 37 TackResultChart 3 21 2020 38 TackResultChart NoCleanAType3 NoCleanAType4 3 21 2020 39 TackResultChart NoCleanBType3 NoCleanBType4 3 21 2020 40 TackResultChart WaterSolubleAType3 WaterSolubleAType4 3 21 2020 41 TackResultChart WaterSolubleBType3 WaterSolubleBType4 3 21 2020 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 3 21 2020 43 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 3 21 2020 44 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 3 21 2020 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 3 21 2020 46 一般SMT不良a 印刷 粘著力不足 粘度 环境温度高 风速大 造成锡膏中溶剂遗失太多 以及锡粉