无铅锡膏-高温有铅锡膏熔点温度曲线及成分区别

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无铅锡膏-高温有铅锡膏熔点温度曲线及成分区别

焊膏是将焊料合金粉末与助焊剂混合而成的一种浆料,通常合金比重占90%左右,其余部分为助焊剂。焊膏是一个复杂的物料系统,制造过程涉及流体力学、金属冶炼学、有机化学和物理学等综合知识。焊膏的选择和使用至关重要,据有关数据显示,电子产品品质缺陷有70%左右与焊膏印刷有关。无铅化后此问题更加严重,无铅锡膏其中由于焊膏的选择不当而导致的品质问题及可靠性问题非常明显。

锡膏

1.无铅锡膏熔点

首先从电子焊接工艺的要求出发,为了不破坏元器件的基本特性,所用无铅焊料熔点必须接近锡铅共晶焊料的熔点183℃,这是由于熔点高的焊料将超过电子元件的耐热温度,同时由于再流焊炉制约,因此不可以使用熔点高的焊料。其次从可焊性的观点出发,必须与电子元件及印制板的镀层铜、镍、银等有良好的润湿。从电子产品的可靠性出发,为了形成良好的冶金结合的焊点,焊料本身的机械强度是非常重要的。特别要求焊点具有耐热疲劳性能,这是由于电子产品在使用过程中不可避免的会产生发热现象而产生热膨胀,同时在不使用时温度下降会产生收缩,如此反复循环将在焊点处发生热疲劳现象。

2.无铅锡膏温度

焊膏在电子组装过程中的不同工艺阶段有不同的性能要求:使用前焊膏应具有较长的储存寿命,在一定时间内不发生化学变化,不发生焊料与助焊剂分离,不发生黏度变化,并且要求吸湿性小、低毒、无腐蚀性;印刷时应具有良好的印刷性能,包括顺利填充模板且无溢出,脱模顺利且不堵塞模板开孔或点涂管嘴;无铅锡膏成型要好无重大形状缺陷,放置一段时间后不发生塌陷;具有较长的工作寿命,印刷后放置于常温下可保持在一定的时间内不变质;回流焊接是应具有良好的润湿性能,焊料在母材上铺展良好;不发生飞溅现象,尽量减少焊接过程中产生的焊料球;焊后应具有良好的焊接强度,确保时间组装的可靠性;焊后残留物有良好的稳定性,绝缘且无腐蚀作用,且易于清洗。尤其是焊接过程中所需的要求,如图1所示,焊接过程中焊膏活化温度必须覆盖整个钎焊温度,一般从80℃开始发挥到冷却后180℃{无铅}或150℃{有铅},整个变化过程中助焊剂焊后重量损失率可达94.48%。

无铅锡膏

3.无卤无铅锡膏

焊膏可印刷性是评估焊膏在印刷到线路板时的沉积高度和印刷效果。印刷高度评估时对数据进行统计方差计算,取标准差最小的,可获得一致性好的焊膏。印刷效果主要看印刷图边缘是否平整,有无拉尖、缺损、桥连现象,并记录取最终最佳印刷效果、值得注意的是印刷效果所用模板应具有圆形和矩形孔,矩形孔须有水平、垂直及45°三个方向。

4.低温无铅锡膏

焊膏保型性是评估焊膏印刷后在一定温度及湿度条件下,由于重力及焊剂表面张力作用而导致焊膏塌陷图形模糊,引起的焊接时引脚桥连缺陷。塌陷测试可参考IPC-TM-650。

5.无铅锡膏的成分

无铅焊料是指含铅低于1000ppm{IS09453、IEC61190-1-3标准},无铅焊料种类在JIS Z 3283标准中规定了11种合金共21类,ISO和IEC正在讨论中。无铅合金主要是在Sn证加入Ag、Cu、Bi、Zn、Ni、In、Sb、Al、Mn、Ti、Ce等元素,按不同搭配和百分比组成二元、三元和四元合金,甚至五元合金,以获得良好的工艺性能和可靠性。需要指出的是,焊料合金中的某种元素超过一定量才能被认为是该合金的组成元素

6.无铅锡膏熔点

无铅焊膏用助焊剂选择时主要考虑活性及清洁度。一般根据PCB和元件的存放时间、引脚材料或表面镀层的氧化程度选择焊膏活性;根据探针测试、表面清洁度和产品要求选择不同清洗工序焊膏。

7.无铅锡膏规格

目前无铅焊料的配方很多,应该根据实际情况选择最合适的无铅焊料合金。图10为影响焊接可靠性的主要因素,无铅锡膏料合金在降低对铜溶解率、提高焊点光亮度以及低的热膨胀系数、均匀的金属间化合物、优异的力学性能、抗锡温性能、抗氧化和腐蚀性能、康店偏移性能、抗蠕变性能及抗热和机械疲劳性能方面都有新的要求。表5给出NCMS提出的一般性能评价标准。

8.无铅锡膏比例

同时由于布线、阻焊膜、元件标记、加工精度及印刷机导致水平度的影响,印刷时PCB焊盘与钢网之间存在的间隙很容易漏出过小的颗粒造成沾污。不同合金比重的焊膏印刷工艺窗口是不同的,比重太小会增加塌陷及针孔的出现,过高会使焊膏印刷性变差,一般模板漏印合金颗粒占焊膏总重量的88%~91%,对于点涂等注射方法,含量可低至80%~85%。验证焊膏颗粒可通过显微镜{带分析设备}对所摄像范围内的颗粒直径进行测量

9.无铅锡膏密度

选择焊膏时必须从材料特性和工艺特性进行考虑,并依据测试方法进行评估。焊膏材料特性包括颗粒度、黏度、熔点及表面绝缘电阻等,工艺特性包括可印刷性、抗热塌性、润湿性、焊球可控性、可检查性{探针测试}、可靠性{绝缘电阻及电迁测试}及抗腐蚀性等{影响模板寿命及焊点质量}。无铅锡膏从目前企业实际情况来看,大多数都不具备检测能力。因此对技术人员来说,通过日常的经验积累,掌握焊膏的经验判断方法是可行的。(1)焊料颗粒是将合金熔化后,通过高压惰性气体喷雾或超声波雾化形成,再通过多次过筛得到统一的尺寸,其形状、大小及比重对于焊膏的黏度及印刷性有直接的影响。韩料颗粒形状分为无规则和球形两种,无规则颗粒焊膏黏度更高,因为颗粒直接由着“互锁”作用导致流动性差,而球形颗粒的延展性更高。焊料颗粒太大不易印刷,太小则会增加单位体积的焊膏表面积而易被氧化,造成空洞、焊球等缺陷。.


10.无铅锡膏价格

无铅锡膏的价格每公斤20元,量多更便宜。


11.无铅锡膏种类

根据锡粉的颗粒直径大小,可将锡膏分为1、2、3、4、5、6等级的锡膏,其中3、4、5号粉是最为常用的。越精密的产品,锡粉就需要小一些,但锡粉越小,也会相应的增加锡粉的氧化面积。此外锡粉的形状为圆形有利于提高印刷的质量。SMT贴片加工的产品难度越高,对锡膏的选择就越重要,合适产品需求的锡膏才能有效减少锡膏印刷的质量缺陷,提高回流焊接的品质,并降低生产的成本。导致流动性差,而球形颗粒的延展性更高。焊料颗粒太大不易印刷,太小则会增加单位体积的焊膏表面积而易被氧化,造成空洞、焊球等缺陷。



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