焊膏性能對焊接質量的影響
上傳時間：2014-4-25 9:05:45 作者：昊瑞電子
1 概述
SMT 中主要工藝程序，包括印刷、貼裝和焊接(jiē)。焊膏印刷是其中的(de)關鍵工(gōng)藝，據有關資料統計，由焊膏印刷所造成的焊接缺陷占(zhàn)SMT 總缺陷的60～70%。因此，焊膏品質的(de)優劣對焊接質量有着重(zhòng)要的影響。如何從(cóng)各類焊膏中選出性能優良的焊膏，焊膏的(de)性能(néng)對焊(hàn)接質量的影響怎樣，這些都是從事SMT 工作(zuò)的同行們首先面臨、也十分關心的問題，爲此，我們對幾種焊膏的(de)性能進行了(le)摸底測試，在此基礎上(shàng)就焊膏性能(néng)對焊接質量的影響作(zuò)了初(chū)步的探讨，希望能對我廠(chǎng)的(de)SMT 生産有所幫助。
2 焊膏(gāo)的構成
焊膏是一(yī)種均質混合物，由(yóu)焊(hàn)料合金粉、助焊劑和一些(xiē)添加劑等混合而成的具有一定粘(zhān)度和良(liáng)好觸變性的膏狀體。
2.1 焊料合金粉
焊料合金粉是焊膏的主要成分，約占焊膏重量85 ～9o ，是(shì)形成焊點的主要原料。焊料合(hé)金粉種類較多，常用焊料合金粉有以下幾種(zhǒng)：錫一鉛(Sn—Pb)、錫一鉛一銀(Sn—Pb—Ag)、錫一鉛一铋(Sn—Pb—Bi)以及無鉛焊料合金粉等。
2.2 焊劑系統
焊劑是焊料合(hé)金粉的載體，其主要作用是清除合金焊料(liào)粉及焊件(jiàn)表面(miàn)的氧(yǎng)化物(wù)，降低焊料的表面張力，使焊料良好的潤濕被焊材料表面。從(cóng)清洗方面來分，焊劑主要分爲三類：有機溶劑清洗型、水清洗(xǐ)型和(hé)免清洗型。其中低(dī)殘渣免(miǎn)清洗焊劑可免(miǎn)除印制闆焊後清洗以及對環境造成的不良影響，由此類焊劑制成的(de)焊膏是目前最爲先進的焊膏。
2.3 添加劑
包括粘結劑、觸(chù)變劑、溶劑等。
2.3.1 粘結劑
粘(zhān)結劑的主要作用是保證焊膏被印(yìn)刷到(dào)焊盤上後，使焊(hàn)膏在焊接前保持良好地粘(zhān)附力。
2.3.2 觸變劑
觸變劑的主要作用是使焊膏具備良好(hǎo)的印刷性。
2.3.3 溶(róng)劑
溶劑可調節焊膏的(de)粘度。常用溶劑爲乙醇(chún)或異丙醇等，要求既能(néng)在室溫下容易揮發、具備良好的印刷性及脫版性，又能在焊接過程中快速揮發，不飛濺，避免出現塌陷、焊料球和(hé)橋接等缺陷(xiàn)。
3 焊膏的性能測試與分(fèn)析
焊膏的性能包括外(wài)觀、粘度、可焊性、焊接強度、觸變(biàn)性、塌落度、粘接性、腐蝕性、焊料合金粉的成份、含量、粒度及分布、焊料的(de)氧化度、工作壽命和儲存期限等。
3.1 外(wài)觀
應爲灰色、均勻不分層的膏(gāo)狀體。
3.2 焊料合金(jīn)粉含量
焊(hàn)料合金粉的含量對焊膏塗敷和焊接效果影響很大，應選用含量爲85 ～ 92％ 的焊膏，金屬粉含(hán)量過低，焊膏易出現塌陷(xiàn)、橋連、漏焊及焊料球(qiú)等缺陷，影(yǐng)響産品的質量(liàng)；而含量增加時，焊(hàn)膏稠度(dù)增加，有利(lì)于形(xíng)成飽滿的焊點，且利(lì)于焊膏的脫版和釋放。另外，金屬含量的增加，使得金屬顆粒排列緊密，因而在熔化時更容易結合而(ér)不被吹散，減小(xiǎo)“塌落 ，避免出現焊(hàn)料球。
由此可見，若(ruò)合金焊料粉的含量不符合标準交(jiāo)會埋下許多(duō)質量隐患，因此(cǐ)，用戶對這項指(zhǐ)标應作嚴格要求，有條件者可進行必要的測試。
3.3 焊料(liào)合金粉的形狀(zhuàng)、粒度(dù)及分布
焊料粉的形狀有(yǒu)球(qiú)形和橢圓形兩種，球形(xíng)印刷(shuā)适應(yīng)範圍寬、表面積小、氧化度低、焊點不(bú)亮；橢圓形印刷适應(yīng)範圍(wéi)窄、氧(yǎng)化度高、焊(hàn)點不夠光亮，易出現焊料球、漏印等缺陷(xiàn)，因此一般多選用球形焊料粉。焊料粉的粒度對焊接質量的(de)影響很大，粒度過(guò)小，則焊料的總表(biǎo)面積(jī)增大，氧化嚴重，易産生焊料球并引起極壞的(de)坍塌現象，保形性差，分辨率低，出現橋連；粒度過大，焊膏(gāo)則不能漏過模闆，從而造成焊點不飽滿、連接不良，這種情況在細間距印刷中尤其明顯。一般來說焊(hàn)料粉(fěn)顆粒的大小應是模闆最小漏孔尺寸的1／4～ 1／5，且該尺寸以外的焊料顆粒數應不超過1o 。焊料粉的粒度分布(bù)也十(shí)分重要，若(ruò)顆粒大(dà)小均勻、一緻性好(hǎo)，且符合尺寸要求的顆粒數在9o 以上，則印刷出的焊膏線條(tiáo)挺括、圖形清晰、分辨(biàn)率高、焊接效果好(hǎo)；反之，顆粒大小差别過大，則(zé)印(yìn)刷出的(de)焊(hàn)膏邊界不清(qīng)、易産生(shēng)塌陷、橋接、焊料球等(děng)，影響焊接質量。
3.4 粘度
焊膏的粘(zhān)度對焊接質量的影響很大，粘度過小，焊(hàn)膏易塌陷，出現橋接和焊料球；粘度(dù)過大，則會産生(shēng)漏(lòu)焊，導緻(zhì)連接不良(liáng)。因(yīn)此，應選擇合适的粘度。對于0．5引線間距(jù)的模闆印(yìn)刷，應選用粘度爲(wèi)800~1300Kcps的焊膏。
3.5 粘力(lì)
焊膏應有一定的粘力，以(yǐ)保證SMD元件在焊接前不緻移位或脫(tuō)落，同時保證焊膏對焊盤(pán)的粘(zhān)附力大于其對模闆開口側壁(bì)的粘附力，使焊(hàn)膏能很好地脫闆。粘力(lì)的測定一般采用測定焊膏持粘力的方法(fǎ)進(jìn)行。
3.6 塌落度
應(yīng)盡(jìn)量小。
3.7 焊料粉的氧(yǎng)化度(dù)
實驗表明：焊料球的(de)發生率與焊料粉的氧化(huà)度有關。氧化度一般(bān)應控制在(zài)0.05％以下(xià)，最大極限爲0.15 。
3.8 焊料球
其測(cè)試方法是在(zài)一個光滑的陶瓷片上印刷上适量的焊膏(gāo)，觀察焊膏(gāo)熔化後的陶瓷片上形成小球的收斂性，有(yǒu)無小暈環，以及光潔度、殘留(liú)物等情況。
3.9 可焊性
可焊性主(zhǔ)要(yào)指焊(hàn)膏對被焊件的潤(rùn)濕能力，它取決于焊劑的活性和焊料粒子的氧化程度。活性太高，則(zé)去氧化膜能力強，有利于焊接，但鋪展面積過大，易出現橋接；活性太低，則(zé)去氧化膜能力弱，易産生焊(hàn)料球。所以要根據具體情況選擇适當活性的焊膏。
3.10 觸變性
即在刮闆(pǎn)壓力作用下，焊膏出現“稀化 現象(xiàng)，使其容易(yì)漏過模闆，印刷完後，焊膏又恢複到原來的粘度而呈現良好的印刷分辨率，分而獲得優異(yì)的焊接質(zhì)量。
3.11 焊接強度
焊膏焊接後(hòu)應具(jù)有足(zú)夠的機械強度(dù)，以确保(bǎo)電路闆(pǎn)組件的可*連接，保證其電(diàn)性能和機械性能·
3.12 工(gōng)作壽命與儲存期限
工作壽命是指從焊(hàn)膏印刷到不能(néng)再貼(tiē)放元(yuán)件的時間。實際使用時應(yīng)在焊膏要求的儲厚期限内使(shǐ)用。焊膏的儲存期限一般爲3～6個月，應密封(fēng)冷藏，盡量縮短(duǎn)保存(cún)時間。
