PCBA加工流程中重要環(huán)節(jié)SMT貼片工藝離不開(kāi)焊膏的使用，焊膏是PCBA加工中的重要原材料之一，PCBA加工焊膏怎么選擇影響SMT甚至是PCBA成品的質(zhì)量，本文是關(guān)于PCBA加工中焊膏如何選用的探討。

 

焊膏是由合金焊料粉、糊狀助焊劑均勻混合而成的漿料或膏狀體，因?yàn)榻^大多數(shù)焊膏的主要金屬成份是錫，所以焊膏也叫錫膏。錫膏是SMT工藝中不可缺少的焊接材料，廣泛用于再流焊中。焊膏在常溫下具有一定的粘性，可將電子元器件初粘在既定位置，在焊接溫度下，隨著溶劑和部分添加劑揮發(fā)，將被焊元器件互聯(lián)在一起形成永久連接。

 

目前涂布錫膏多數(shù)采用SMT鋼網(wǎng)漏印法，其優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)便、快速、精確、制后即刻可用。但同時(shí)也有焊點(diǎn)的可靠性差、易造成虛焊、浪費(fèi)焊膏、成本高等缺點(diǎn)。

 

一、錫膏的成份

焊膏主要由合金焊料粉末和助焊劑組成。其中合金焊料粉占總重量的85%～90%，助焊劑占15%～20%。

組成		使用的主要材料	功能
合金焊料粉		Sn-Pb Sn-Pb-Ag	元器件和電路的機(jī)械和電氣連接
焊劑系統(tǒng)	焊劑	松香、合成樹(shù)脂	凈化金屬表面，提高焊劑潤(rùn)濕性
	連接劑	松香、松香脂、聚丁烯	提供貼裝元器件所需粘性
	活化劑	硬脂酸、鹽酸、聯(lián)胺、三乙醇胺	凈化金屬表面
	溶劑	甘油、乙二醇	調(diào)節(jié)焊膏特性
	觸變劑		防止分散、防止爆邊

 

合金焊料粉末

合金焊料粉末是焊膏的主要成分，也是PCBA加工中選擇焊膏最需考慮的因素。常用的合金焊料粉末有錫/鉛(Sn-pb)、錫/鉛/銀(Su-Pb-Ag)、錫/鉛/鉍(Su-Pb-Bi)等，常用的合金成分為63%Sn/37%Pb以及62%Sn/36%Pb/2%Ag。不同合金比例有不同的熔化溫度。

 

合金焊料粉末的形狀、粒度和表面氧化程度對(duì)焊膏性能的影響很大。合金焊料粉末按形狀分成無(wú)定形和球形兩種。球形合金粉末的表面積小、氧化程度低、制成的焊膏具有良好的印刷性能。合金焊料粉末的粒度一般在200～400目。粒度愈小，粘度愈大；粒度過(guò)大，會(huì)使焊膏粘接性能變差；粒度太細(xì)，則由于表面積增大，會(huì)使表面含氧量增高，也不宜采用。

 

助焊劑

在焊膏中，糊狀助焊劑是合金粉末的載體。其組成與通用助焊劑基本相同。為了改善印刷效果和觸變性，有時(shí)還需加入觸變劑和溶劑。通過(guò)助焊劑中活性劑的作用，能清除被焊材料表面以及合金粉末本身的氧化膜，使焊料迅速擴(kuò)散并附著在被焊金屬表面。助焊劑的組成對(duì)焊膏的擴(kuò)展性、潤(rùn)濕性、塌陷、粘度變化、清洗性質(zhì)、焊珠飛濺及儲(chǔ)存壽命均有較大影響。

 

二、錫膏的分類

焊膏的品種很多，對(duì)在PCBA加工中如何選擇造成一定的困擾，焊膏通常可按以下性能分類：

1、按合金焊料粉的熔點(diǎn)分

最常用的焊膏熔點(diǎn)為178-183℃.隨著所用金屬種類和組成的不同，焊膏的熔點(diǎn)可提高至250℃以上，也可降為150℃以下，可根據(jù)焊接所需溫度的不同，選擇不同熔點(diǎn)的焊膏。

2、按焊劑的活性分

參照通用液體焊劑活性的分類原則，可分為無(wú)活性(R)，巾等活性(RMA)和活性(RA)三個(gè)等級(jí)，根據(jù)PCB和元器件的情況及清洗工藝要求進(jìn)行選擇。

3、按焊膏的粘度分

粘度的變化范圍很尢，通常為100~60OPa·s，最高可達(dá)1000Pa·s以上。依據(jù)施膏工藝手段的不同進(jìn)行選擇。

4、按清洗方式分

按清洗方式分為有機(jī)溶劑清洗、水清洗、半水清洗和免清洗等方式。從保護(hù)環(huán)境的角度考慮，水清洗、半水清洗和免清洗是現(xiàn)在PCBA加工中焊膏選擇和使用的發(fā)展方向。

類型	焊劑和活化劑	應(yīng)用范圍
R	水白松香，非活性	航天、軍用
RMA	松香、非離子性鹵化物	軍事和其他可靠性電路組件
RA	松香、離子性鹵化物	消費(fèi)類電子

 

三、表面組裝對(duì)錫膏的要求

在PCBA加工中對(duì)表面組裝的不同工藝或工序中，要求焊膏具有的性能不盡相同，大體需達(dá)到下述幾點(diǎn)要求：

1、焊膏在印刷前應(yīng)能保持3～6個(gè)月。

2、印刷時(shí)和再流加熱前應(yīng)具有的性能

  ?　印刷時(shí)應(yīng)具有優(yōu)良的脫模性；

  ?　印刷時(shí)和印刷后焊膏不易坍塌；

  ?　焯膏應(yīng)具有一定的粘度。

3、再流加熱時(shí)應(yīng)具有的性能

  ?　應(yīng)具有良好的潤(rùn)濕性能；

  ?　應(yīng)形成最少量的焊料球；

  ?　焊料飛濺要少。

4、再流焊接后應(yīng)具有的性能

  ?　要求焊劑中固體含量越低越好，焊后易清洗干凈；

  ?　焊接強(qiáng)度高；

  ?　錫膏質(zhì)量。

 

四、錫膏的選用原則

錫膏質(zhì)量關(guān)乎SMT加工成品的質(zhì)量，劣質(zhì)、失效錫膏易造成一些焊接缺陷，主要是虛焊問(wèn)題，如何選擇錫膏，可根據(jù)焊膏的性能和使用要求，參考以下幾點(diǎn)：

1、焊膏的活性可根據(jù)印制電路板表面清潔程度來(lái)決定，一般采用RMA級(jí)，必要時(shí)采用RA級(jí)。

2、根據(jù)不同的涂覆方法選用不同粘度的焊膏，一般液體分配器用粘度為100～20OPa·s,絲網(wǎng)印刷用粘度為100～30OPa·s,漏模板印刷用粘度為200～60OPa·s。

3、精細(xì)間距印刷時(shí)選用球形、細(xì)粒度焊膏。

4、雙面焊接時(shí)，第一面采用高熔點(diǎn)焊膏，第二面采用低熔點(diǎn)焊背，保證兩者相差30～40℃，以防止第一面已焊元器件脫落。

5、當(dāng)焊接熱敏元件時(shí)，應(yīng)采用含鉍的低溶點(diǎn)焊膏。

6、采用免洗工藝時(shí)，要用不含氯離子或其它強(qiáng)腐蝕性化合物的焊膏。