在表面組裝件的回流焊中,焊膏被用來實施表面組裝元器件的引線或端點與印制板上焊盤的連接。而由焊膏產生的缺陷占SMT中缺陷的60%—70%,所以規范合理使用焊膏顯得尤為重要。
一、焊膏的組合成分
焊膏是由合金焊料粉、焊劑和一些添加劑混合而成的,具有一定粘性和良好觸變性的一種均質混合物,具有良好的印刷性能和再流焊性能,并在貯存時具有穩定性的膏狀體。合金焊料粉是焊膏的主要成分,約占焊膏重量的85%—90%。常用的合金焊料粉有以下幾種:
1、錫–鉛(Sn–Pb)
2、錫–鉛–銀(Sn–Pb–Ag)
2、錫–鉛–鉍(Sn–Pb–Bi)
當然,還有非常多的種類,其中最常用的合金成分為Sn63Pb3。合金焊料粉的形狀可分為球形和橢圓形(無定形),其形狀、粒度大小影響表面氧化度和流動性,因此,對焊膏的性能影響很大。
二、焊膏的載體
一般,由印刷鋼板或網版的開口尺寸或注射器的口徑來決定選擇焊錫粉顆粒的大小和形狀。不同的焊盤尺寸和元器件引腳應選用不同顆粒度的焊料粉,不能都選用小顆粒,因為小顆粒有大得多的表面積,使得焊劑在處理表面氧化時負擔加重。
在焊膏中,焊劑是合金焊料粉的載體,其主要的作用是清除被焊件以及合金焊料粉的表面氧化物,使焊料迅速擴散并附著在被焊金屬表面。焊劑的組成為:活性劑、成膜劑和膠粘劑、潤濕劑、觸變劑、溶劑和增稠劑以及其他各類添加劑。
焊劑的活性:對焊劑的活性必須控制,活性劑量太少可能因活性差而影響焊接效果,但活性劑量太多又會引起殘留量的增加,甚至使腐蝕性增強,特別是對焊劑中的鹵素含量更需嚴格控制,其實,根據性能要求,焊劑的重量比還可擴大至8%—20%。焊膏中的焊劑的組成及含量對塌落度、粘度和觸變性等影響很大。
三、焊膏的分類
1、按熔點的高低分:高溫焊膏為熔點大于250℃,低溫焊膏熔點小于150℃,常用的焊膏熔點為179℃—183℃,成分為Sn63Pb37和Sn62Pb36Ag2。
2、按焊劑的活性分:可分為無活性(R),中等活性(RMA)和活性(RA)焊膏。常用的為中等活性焊膏。
四、焊膏的選擇依據
1、根據產品本身價值和用途,高可靠性的產品需要高質量的焊膏。
2、根據產品的組裝工藝、印制板和元器件選擇焊膏的合金成分。
3、根據產品(印制板)對清潔度的要求以及焊后不同的清洗工藝來選擇焊膏。
4、根據PCB和元器件存放時間和表面氧化程度來選擇焊膏的活性。
5、根據PCB的組裝密度(有無窄間距)來選擇合金粉末顆粒度,常用焊膏的合金粉未顆粒尺寸分為四種粒度等級,窄間距時—般選擇20—45pm。
6、根據施加焊膏的工藝以及組裝密度選擇焊膏的粘度,高密度印刷要求高粘度,滴涂要求低粘度。
五、焊膏的使用要求及性能
1、具有優異的保存穩定性。
2、具有良好的印刷性(流動性、脫版性、連續印刷性)等。
3、印刷后在長時間內對SMD持有一定的粘合性。
4、焊接后能得到良好的接合狀態(焊點)。
5、其焊接成分,具高絕緣性,低腐蝕性。
6、對焊接后的焊劑殘渣有良好的清洗性,清洗后不可留有殘渣成分。
六、焊膏的貯存和使用
1、必須儲存在2一10℃的條件下
2、要求使用前一天從冰箱取出焊膏(至少提前2小時),待焊膏到室溫后才能打開容器蓋,防止水汽凝結。
3、使用前用不銹鋼攪拌棒將焊膏攪拌均勻,降低焊膏的粘度。焊膏開封后,原則上應在當天內一次用完,超過時間使用期的焊膏絕對不能使用。
4、添加完焊膏后,應蓋好容器蓋。
5、免清洗焊膏不得回收使用,如果印刷間隔超過l小時,須將焊膏從模板上拭去,同時將焊膏存放到當天使用的容器中。
6、印刷后盡量在4小時內完成再流焊,超過時間應把PCB焊膏清洗后重新印刷。
7、免清洗焊膏修板后不能用酒精擦洗。
8、需要清洗的產品,再流焊后應在當大完成清洗。
9、印刷焊膏和貼片膠時,要求拿PCB的邊緣或帶指套,以防污染PCB。
七、SMT對焊膏的要求
1、具有較長的貯存壽命,在0—10℃下保存3—6個月。貯存時不會發生化學變化,也不會出現焊料粉和焊劑分離的現象,并保持其粘度和粘接性不變。
2、有較長的工作壽命,在印刷或滴涂后通常要求能在常溫下放置12—24小時,其性能保持不變。
3、在印刷或涂布后以及在再流焊預熱過程中,焊膏應保持原來的形狀和大小,不產生堵塞。
4、良好的潤濕性能。要正確選用焊劑中活性劑和潤濕劑成分,以便達到潤濕性能要求。
5、不發生焊料飛濺。這主要取決于焊膏的吸水性、焊膏中溶劑的類型、沸點和用量以及焊料粉中雜質類型和含量。
6、具有較好的焊接強度,確保不會因振動等因素出現元器件脫落。
7、焊后殘留物穩定性能好,無腐蝕,有較高的絕緣電阻,且清洗性好。焊膏的選用主要根據工藝條件。