SMT焊接工艺焊接材料

1、SMT焊接工艺焊接材料锡膏焊膏是由合金焊料粉未和焊剂等均匀混合而的膏状体。合金的化学成份应符合GB3131中的有关规定。焊剂应符合GB9491中的有关规定。焊膏具有三种功能：A. 在焊料热熔前，使元器件固定在焊盘上。B. 提供促进润湿和清洁表面的焊剂。C. 提供形成焊点的焊料。合金焊料粉未：合金焊料未是焊膏的主要成份。它占焊膏质量百分比的80-96%，体积百分比的50%左右。影响合金焊料粉未的主要 因素有合金金属组份及含量、粒度、氧含量和粉未形状。 合金金属组及含量：合金金属组份及含量的选择主要是根据PCB上焊盘材料、元器件焊端和再流焊温度来确定。目前电子行业应用最多的是63Sn/37Pb，约

2、占总用量的 65%，其次是62Sn/36Pb/2Ag， 约占总用量25%，合金金属组份主要有锡铅、银、铟等，其 性质及用途见表一和表二表一焊膏合金的主要应用合金应用48Sn/52ln低温焊接50Sn/50ln低温焊接52Sn/48In低温焊接58Bi/42Sn低温焊接58Sn/42In低温焊接80ln/15Pb/5Ag低温焊接43Sn/43Pb/14Bi铜、镍、锡和锡/铅表面的焊接70In/30Pb金表面的焊接，要求合金具有良好的延展 性60In/40Pb类同 70In/30Pb63Sn/37Pb铜、镍、锡和锡/铅表面的焊接，再流温度215C到 250C,表面组装件最常用的合金。60Sn/40

3、Pb金属性质和温度范围类同63Sn/37Pb，但是现在主要应用于要求不高的组件中。62Sn/36Pb/2银和银/钯表面的焊接，再流温度215 C到Ag250 C。当对焊点强度有更高要求时，可替代63Sn/37Pb或60Sn/40Pb。由于固状银迁移的影响，这种替代很少见。50ln/50Pb类同 70In/30Pb 和 60In/40Pb96.5Sn/3.5A g可用于在热循环中有良好的焊点强度，特 别是银和银/钯金属化表面的厚膜混合电 路。用于焊接工作温度较高的元器件，例 如，“机罩”下的汽车部件。40In/60Pb类同 70ln/30Pb 和 60In/40Pb95Sn/5Sb当需要较高的抗

4、张强度时，用于替代96.5Sn/3.5Ag，不适合厚膜电路，在电子 工业中应用有限。95Sn/5Ag需要较高熔点时，替代96.5Sn/3.5Ag80Au/20Sn金和金合表面的焊接19In/81Pb类同70In/40Pb，特别用于替代相同熔点的 80Au/20Sn92.5Pb/5Sn/2.5Ag用于高温厚膜混合电路，也用于银或银/钯金属化表面的元器件焊接，如电容器。10Sn/88Pb/2.5Ag类同 92.5Pb/5Sb/2.5Ag92.5Pb/5ln/2.5Ag铟/铅合金的高温替代10Sn/90Pb不采用银和银/钯金属化表面的元器件组装95Pb/3Sn/2A替代92.5Pb/5Sn/2.5A

5、g，具有较小糊状和g塑性范围97.5Pb/1Sn/共晶态，但由于含铅量较高，因此稳定性1.5Ag比 92.5Pb/3Sn/2Ag 差5Sn/95Pb类同10Sn/90Pb，但是熔点高，塑性范围窄表二焊膏合金的性质与用途金属组份物态范围性质与用途Sn63Pb37183E共晶常温焊料。适用于常用SMA焊接，但不适用于含 Ag、Ag/Pa材料电极的元器件Sn60Pb40183188L近共晶常温焊料，易制得，用途同上Sn62Pb36Ag2179E共晶常温焊料，易于减少Ag、Ag/Pa 材料电极的浸析，广泛用于 SMA 焊接（不适用于金）Sn10Pb88Ag2268S290L近共晶咼温焊料。适用于耐咼温

6、兀器件及需两次再流焊的 SMA的第一再流焊（不适用于金）Sn96.5Ag3.5221E共晶高温焊料，适用于要求焊点强 度较咼的SMA的焊接（不适用于 金）Sn42Bi58138E共晶低温焊料。适用于热敏元器件及需要两次再流焊的 SMA的第二次再流焊注：S-固态；L-液态；E-共晶态。S、L、E前的数值是温度值（C） 粒度：选择粒度的主要依是 PCB上焊盘的间距。对于标准焊盘 间距，通常选用-200/+325目的颗粒尺寸；对于间距小于 0.6mm（25mi1）的PCB,通常选用-325/+500目的颗粒尺寸，适合 标准 QFP、LCCC、SOT和BGA的焊接。超细间距器件（0.3-0.4mm ）

7、选用-400/+500目的颗粒尺寸。焊盘/间距小于0.3mm的器件选用-500目的焊膏。颗粒小要求合金百分含量 少一些，焊剂多一些。颗粒小，表面积大，氧化严重，可焊 性降低。再流焊时，所需的去氧化时间长。一般来说，颗粒 尺寸是模板最窄开口的1/41/5。小于10-15卩m的颗粒应尽可能少，要少于质量百分比的10%。小的颗粒在焊熔化过程容易从焊点冲走，产生过多的焊球。同时，丝网印刷、模板 漏印和注射滴涂也影响粒度的选择。氧含量：合金焊料粉未的氧含量直接影响焊接效果。它降低了可焊性，使邻近焊盘产生桥接，形成焊球等。氧含量应不大于 200ppMo粉未形状：粉未形状最好是球形，即90%以上的合金粉未为

8、球形式长轴与短轴比小于1.5的近球形。球形捕面积最小，氧化的机率也最小，同时印刷时容易滚动。合 金焊料粉未形成焊点的主要成份。质量百分比含量影响再流 焊后焊点的厚度和元器件同PCB之间的长起高度。焊点质量的好坏影响焊点的导电性和机械强度。百分含量高。焊膏重，印刷来说最好选用百分比为90%92喲焊膏。焊料粉未含量同粘度成正比，含量高、粘度大，印刷后不易坍塌，减少了 桥接的可能性。同时含量在90%以上时，焊膏的粘度可以保持更长时间。锡膏由锡粉及助焊剂组成： 根据助焊剂的成份分为：松香型锡膏、免洗型锡膏、水 溶性型锡膏。 根据回焊温度分：高温锡膏、常温锡膏、低温锡膏。 根据金属成份分：含银锡膏(Sn

9、62/Pb36/Ag2)，非含银 锡膏(Sn63/ Pb37)、含铋锡膏(Bi14/Sn43/Pb43)。二、锡膏中助焊剂作用：1. 除去金属表面氧化物。2. 覆盖加热中金属面，防止再度氧化。3. 加强焊接流动性。三、锡膏要具备的条件：保质期间中，粘度的经时变化要很少，在常温下锡粉和焊剂不会分离，常要保持均质。要有良好涂抹性。要好印刷，丝印版的透出性要好，不会溢 粘在印板开口部周围，给涂拌后，在常温下要保持长时间， 有一定的粘着性，就是说置放IC零件时，要有良好的位置安定性。给加热后对IC零件和回路导体要有良好焊接性，并要有良 好的凝集性，不产生过于滑散现象。焊剂的耐蚀性，空气绝缘性，要有良好

10、的标准规格，并无毒性。焊剂的残渣要有良好的溶解性及洗净性。锡粉和焊剂不分离。锡膏检验项目要求：1. 锡粉颗粒大小及均匀度。2. 锡膏的粘度和稠性。3. 印刷渗透性。4. 气味及毒性。5. 裸露在空气中时间与焊接性。6. 焊接性及焊点亮度。7铜镜测验。8. 锡珠现象。9. 表面绝缘值及助焊剂残留物。锡膏保存，使用及环境要求锡膏是一种比较敏感性的焊接材料、污染、氧化、吸潮都会 使其产生不同程度变质。一、锡膏存放：1. 要求温度5C10 C相对温度低于 50%。2. 保存期为5个月，采用先进先用原则。二、使用及环境要求：1. 从冰箱里取出的锡膏至少解冻34小时方可使用。2. 使用前对罐风锡膏顺同一方

11、向分搅拌，机器搅拌为45分钟。3. 已开盖的锡膏原则上尽快用完，工作结束将钢模、用过锡 膏装入空罐子内，下次优先使用。4. 防止助焊剂挥发，印锡膏工位空气流动要小。5. 当天气湿度大时要特别注意出炉的品质。备注：水溶性锡膏对环境要求特别严格，湿度必须低于70%。助焊剂（FLUX ）助焊剂是焊接过程中不可缺少的辅料，在波峰焊中助焊剂和 合金焊料分开使用，而在回流焊中，助焊剂则作为焊膏的重要组成部分。焊接效果的好坏，除了与焊接工艺、元器件和印刷板的质量 有关外，助焊剂的选择是十分重要的，性能良好的助焊剂应 具有以下作用： 除去焊接表面的氧化物。 防止焊接时焊料和焊接表面的氧化。 降低焊料的表面张力。 有利于热量传递到焊接区。一：特性为充分发挥助焊剂的作用，对助焊剂的性能提出了各种要 求，主要有以下几方面： 具有除表氧化物、防止再氧化、降低表面张力等特性，