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如何选择用于PCBA加工的锡膏?

PCBA工艺流程的一个重要部分是锡膏的使用。锡膏是PCBA加工的重要原材料之一。如何选择用于PCBA加工的锡膏影响SMT甚至PCBA成品的质量。本文是关于PCBA处理的。关于如何选择锡膏的讨论。
锡膏是与合金焊料粉末和锡膏助焊剂均匀混合的浆料或锡膏。因为大多数锡膏的主要金属成分是锡,所以锡膏也被称为锡膏。锡膏是SMT工艺中不可或缺的焊料材料,广泛用于回流焊。锡膏在室温下具有一定的粘度,这可以最初将电子元件粘合到预定位置。在焊接温度下,随着溶剂和一些添加剂的挥发,焊接部件将相互连接以形成永久连接。
目前,大多数涂层锡膏采用SMT模版印刷方法,具有操作简单、快速、准确、生产后立即可用的优点。但同时也存在焊点可靠性差、易造成假焊、锡膏浪费、成本高等缺点。
1.根据权利要求1所述的锡膏组合物
锡膏主要由合金焊料粉和助焊剂组成。其中,合金焊料粉末占总重量的85%至90%,助焊剂占15%至20%。
合金焊料粉
合金焊料粉是锡膏的主要成分,也是PCBA工艺中选择锡膏时要考虑的最重要因素。常用的合金焊料粉末包括锡/铅(Sn-pb)、锡/铅/银(Su-PbAg)、锡-铅/铋(Su-pb-Bi)等。常用的合金成分为63%锡/37%铅和62%锡/36%铅/2%银。不同的合金比例具有不同的熔化温度。
合金焊料粉末的形状、粒度和表面氧化程度对锡膏的性能有很大影响。合金焊料粉末根据形状分为两类:非晶态和球形。球形合金粉末具有小的表面积和低的氧化程度,并且制备的锡膏具有良好的印刷性能。合金焊料粉末的粒度通常为200-400目。粒径越小,粘度越高;粒径过大会使锡膏粘结性能变差;由于表面积的增加,颗粒尺寸过细将增加表面上的氧含量,这不适合使用。
在锡膏中,锡膏助焊剂是合金粉末的载体。其组成与一般助焊剂基本相同。为了提高印刷效果和触变性,有时需要添加触变剂和溶剂。通过焊剂中活性剂的作用,可以去除焊接材料表面的氧化膜和合金粉末本身,从而焊料可以快速扩散并粘附到焊接金属表面。助焊剂的组成对锡膏的膨胀、润湿性、崩塌、粘度变化、清洁性能、焊道飞溅和储存寿命有很大影响。

第二,锡膏的分类
锡膏的种类很多,这在PCBA工艺的选择上造成了一定的问题。锡膏通常可根据以下特性进行分类:
1.根据合金焊料粉末的熔点
最常用的锡膏熔点为178-183℃。根据所用金属的类型和组成,锡膏的熔点可提高至250°C或更高或更低至150°C,具体取决于焊接所需的温度。选择不同熔点的锡膏。
2.根据助焊剂的活性
根据一般液体通量活度的分类原则,可将其分为三个级别:无活度(R)、毛巾当量活度(RMA)和活度(RA)。根据PCB和组件的条件以及清洁工艺要求进行选择。
3.根据锡膏的粘度
粘度范围非常特殊,通常为100~60OPa·s,最高可达1000Pa·s以上。根据不同的涂抹方法选择。
4.根据清洁方法
根据清洗方法,分为有机溶剂清洗、水清洗、半水清洗和不清洗。从环境保护的角度来看,水清洗、半水清洗和无清洗是PCBA加工中锡膏选择和使用的发展方向。

三、锡膏表面组装要求
在PCBA加工的不同表面组装工艺或程序中,要求锡膏的性能不同,一般应满足以下要求:
1.锡膏在印刷前应保存3至6个月。
2.印刷期间以及回流和加热之前应具备的性

▪ 印刷时应具有良好的脱模性能;

▪ 锡膏在印刷期间和印刷之后不容易塌陷;

锡膏的种类很多,这在PCBA工艺的选择上造成了一定的问题。锡膏通常可根据以下特性进行分类:

1.根据合金焊料粉末的熔点

最常用的锡膏熔点为178-183℃。根据所用金属的类型和组成,锡膏的熔点可提高至250°C或更高或更低至150°C,具体取决于焊接所需的温度。选择不同熔点的锡膏。

2.根据助焊剂的活性

根据一般液体通量活度的分类原则,可将其分为三个级别:无活度(R)、毛巾当量活度(RMA)和活度(RA)。根据PCB和组件的条件以及清洁工艺要求进行选择。

3.根据锡膏的粘度

粘度范围非常特殊,通常为100~60OPa·s,最高可达1000Pa·s以上。根据不同的涂抹方法选择。

4.根据清洁方法

根据清洗方法,分为有机溶剂清洗、水清洗、半水清洗和不清洗。从环境保护的角度来看,水清洗、半水清洗和无清洗是PCBA加工中锡膏选择和使用的发展方向。

三、锡膏表面组装要求

在PCBA加工的不同表面组装工艺或程序中,要求锡膏的性能不同,一般应满足以下要求:

1.锡膏在印刷前应保存3至6个月。

2.印刷期间以及回流和加热之前应具备的性能

▪ 印刷时应具有良好的脱模性能;

▪ 锡膏在印刷期间和印刷之后不容易塌陷;
▪ 糊剂应具有一定的粘度。

3.回流加热时应具备的性能

▪ 应具有良好的润湿性能;

▪ 应形成最小数量的焊球;

▪ 焊料飞溅较少。

4.回流焊后应具备的性能

▪ 焊剂中的固体含量要求尽可能低,焊接后易于清洁;

▪ 焊接强度高;

▪ 锡膏的质量。

第四,锡膏的选择原则

锡膏的质量关系到SMT加工产品的质量。劣质和无效的锡膏可能会导致一些焊接缺陷,主要是由于PCBA虚拟焊接的问题。如何选择锡膏可以根据锡膏的性能和使用要求,并参考以下几点:

1.锡膏的活性可以根据印刷电路板表面的清洁度来确定。通常,使用RMA级别,必要时使用RA级别。

2.根据不同的涂覆方法选择不同粘度的锡膏。一般情况下,液体分配器的粘度为100~20OPa·s,丝网印刷的粘度为10~30OPa·s,模版印刷的粘度是200~60OPa·斯。

3.使用球形和细粒度锡膏进行细间距印刷。

4.对于双面焊接,在第一面使用高熔点锡膏,在第二面使用低熔点焊料,以确保两者之间的差异为30-40°C,以防止在第一面焊接的部件脱落。

5.焊接热敏元件时,应使用含铋的低熔点锡膏。

6.使用非清洁工艺时,使用不含氯离子或其他强腐蚀性化合物的锡膏。