SMT锡膏综合知识简介

1、SMT锡膏综合知识简介Prepared by: Songhua_ZhuQSMC SMT TRAINING CENTER锡膏组成 锡膏是一种混合物，主要由下表几种物质组成：成分重量%作用焊料焊锡粉末8592元件与PCB之连接助焊剂松香28黏性及去除锡粉氧化物活性剂12去除锡粉氧化物黏性剂01防止坍塌及锡粉氧化溶剂17调整黏性及印刷性锡粉粒径分类Powder TypeType in IPCParticle sizeRemarks50 Type27545um20 mils pitch42 Type34525um20 mils pitch32 Type44525um16 mils pitch32 Ty

2、pe53015um12 mils pitch10 Type6155umWafer bumping目前，SMT用锡粉主要为Type3、Type4焊料合金 Sn-Pb合金体系作为焊接材料的优异性能是其他材料所无法比拟的。但是，随着电子工业无铅时代的来临已被全面取代。目前可用作焊接材料的合金主要有以下几种: Sn-Ag-Cu合金体系，目前的主流合金，以Sn-3.0Ag-0.5Cu（SAC305)最为普遍； Sn与Zn、Bi的两元和三元合金，用于低温焊接。 其他较少应用的合金体系，如：Sn-Ag-Bi,Sn-Cu-Ni,Sn-Ag-Cu-Ce等等助焊剂（Flux）组成Flux其他添加剂各厂商不同活化剂

3、胺盐酸类或有机酸黏性剂蜡类物质其他添加剂各厂商不同树脂材料松香为主助焊剂分类 R type ：表示仅采用松香为活化成分的助焊剂，免洗、安全但活性不足，用于精密高价产品。 RMA type：在松香中添加低活性的活化成份，虽然焊后残留物无腐蚀性与导电性，但湿度过高时可能会水解，因此需要清洗。 RA type：在松香中添加强效的活化成份，焊性好但残留物腐蚀性强，必须清洗。 OA type：以有机酸作为活化成份的助焊剂，具有比RA型助銲劑更強的活性。 IA type：以无机酸作为活化成份的助焊剂，活性最强。 WS：水溶性助焊剂，残留物可用去离子水洗净，可搭配RMA松香。 SA：以合成物质作为活化成分的

4、助焊剂，必须以CFC清洗。自CFC禁用后，已转变为水洗型助焊剂。助焊剂分类助焊剂种类主要成份活化物物质形态树脂R,RMA,RA松香1、无活化物2、卤素活化3、非卤素活化A.液态（主要用于波峰焊，维修）B.固态（用于锡丝，维修BGA)C.膏状(用于调整焊锡膏）人工树脂有机酸OA水溶性非水溶性无机酸IA酸类1、磷酸2、其他酸类盐类1、氯化铵盐2、非氯化铵盐碱类胺盐或胺类助焊剂的作用 保护焊料在焊接过程中不会被二次氧化 降低金属表面张力，增加润湿性 去除焊垫表面的氧化物或有机膜，使焊料和焊垫发生反应生成IMC（中间材料化合物）松香的特性 松香作为助焊剂中的主要成份，是基于其下列特征： 常温下不具活性

5、及反应性； 溶成溶液后黏度低，可去除金属表面污物； 在高温环境下较稳定，受热不分解； 焊接后残留物具有高绝缘性。温度曲线的制定（无铅）A: 预热升温速率23 /sec BC: 过渡区温度170 10 D: 回焊升温速率24 /sec E: 冷却速率34/sec FG: 峰值温度240 10T1: 预热时间80 10 sec T2: 过渡时间80 10 secT3: 液相温度上时间3050 sec温度曲线制定说明 1、Preheat与Soak： （1）作用： 使助焊剂中的挥发性物质完全挥发； 避免锡膏急速软化； 缓和正式加热时的热冲击 促进助焊剂的活化，以清洁Pad。 （2）影响： 预热不足（温

6、度、时间），容易引起锡珠、墓碑及灯 芯效应； 预热过度，将引起助焊剂老化和锡粉氧化； 在Soak区，若温度上升的过快，温度难以均匀分布， 易引起墓碑和灯芯。温度曲线制定说明2、回焊区 回焊区若温度不足，就无法确保充足的熔融焊料与PAD的接触时间，很难获得良好的焊接状态，同时由于熔融焊料内部的助焊剂成份与气体无法排除，因而发生空洞和冷焊。 回焊区Peak温度太高或在液相线上停留时间过长，则熔融的焊料可能会被再次氧化而导致焊点可靠性的降低。氮气炉回焊中，二次氧化的危险性有所下降，但是温度过高或停留时间过长，PCB与零件将承受更大的热冲击。3、冷却区 冷却速度不宜过快也不宜过慢； 由于现在大多采用无

7、铅焊料(主要为SAC305)，冷却速度过快，熔融焊料没有充足的时间凝固，会导致焊点外部凝固，而内部还处于熔融状态，随后整体凝固后会产生大量应力从而导致Crack。 冷却速度过慢，会导致IMC过度生长，尤其是Ag3Sn。另外，因为元件和PCB热容量的差异，将引起温度分布不均，焊料冷凝时间的差异会导致元件位置挪移，热膨胀率的差异将是板弯曲。有铅与无铅温度曲线的主要区别无铅与有铅的温度曲线之所以不同，主要是由于合金的不同，有铅是锡铅二元合金，而无铅主要是锡银铜三元合金。而且锡铅合金可以组成良好的共熔物。有铅与无铅温度曲线的主要区别 典型的有铅焊料SnPb6337的熔点为183，而无铅焊料SAC305

8、的熔点则是217220，由此产生了回流温度曲线的一些区别： 峰值温度的差异，有铅一般控制在235，无铅则需要更高的温度（25010）。 冷却速率的差异，有铅焊料因为熔点固定，凝固时不会因为凝固时间 的差异而产生内应力，因此冷却速率可以比较随意，只要能保证IMC生长足够就可以了。 无铅焊料因为是三元合金，熔点不固定，另还有其他IMC杂质产生，可能会影响焊点可靠性，因此冷却速率不能太快也不能太慢，太快则造成焊点外部凝固而内部不能及时凝固而产生热应力，太慢则可能导致大量Ag3Sn的生成，导致焊点脆化。锡膏检验项目 锡膏坍塌性测试(Slump test) 润湿性测试(Wettability test) 锡球残留测试(Solder ball test) 黏度测试(Viscos