香港百科 HK Wiki >>所屬分類 >> 產業經濟   

錫膏

標籤: 錫膏

頂[0] 發表評論(0) 編輯詞條

錫膏
錫膏
solder paster也稱焊錫膏,灰色或灰白色膏體,比重界乎:7.2-8.5.一般為五百克密封瓶裝,也有特別定做的如針銅包裝或一公斤包裝,與傳統焊錫膏相比,多了金屬成分.於零到十度間低溫保存(五至七度最佳),日前也有常溫保存錫膏面市,效果仍不甚理想.
通常使用3#粉徑(25-45微米)之合金粉(因不同需要也有可能用到更細如4#及2.3#粗粉)與百分之八到十二的助焊膏在真空(氮氣保護)環境之均速攪拌而成
按環保分類為:有鉛錫膏如:錫鉛/錫鉛銀等與無鉛錫膏如:錫銀銅/錫銅/錫鉍等
按使用溫度分為:高如錫銅或錫銀銅系/常如錫銀鉍系/低溫如錫鉛鉍/錫鉍等錫膏
按是否需清洗分為:清洗型和免洗型.
按活性分為:高RA/中RMA/低R型

廣泛應用於SMT(表面元件貼裝)行業!

目錄

[顯示全部]

焊錫膏的主要成分及特性編輯本段回目錄

大致講來, 焊錫膏的成分可分成兩個大的部分, 即助焊劑焊料粉(Flux&Solder powder).

(一). 助焊劑的主要成分及其作用:

A. 活化劑(Activation): 該成分主要起到去除PCB銅膜焊盤表層及零件焊接部位的氧化物質的作用, 同時具有降低錫,鉛表面張力的功效;

B.觸變劑(Thixotropic): 該成份主要是調節焊錫膏的粘度以及印刷性能, 起到在印刷中防止出現拖尾、粘連等現象的作用;

C. 樹脂(Resins): 該成份主要起到加大錫膏粘附性,而且有保護和防止焊後PCB再度氧化的作用;該項成分對零件固定起到很重要的作用;

D. 溶劑(Solvent): 該成份是焊劑成份的溶劑,在錫膏的攪拌過程中起調節均勻的作用,對焊錫膏的壽命有一定的影響;

(二)、焊料粉:

焊料粉又稱錫粉主要由錫鉛合金組成,一般比例為63/37; 另有特殊要求時,也有在錫鉛合金中添加一定量的銀、鉍等金屬的錫粉。概括來講錫粉的相關特性及其品質要求有如下幾點:

A、錫粉的顆粒形態對錫膏的工作性能有很大的影響:

A-1、重要的一點是要求錫粉顆粒大小分佈均勻,這裡要談到錫粉顆粒度分佈比例的問題;在國內的焊料粉或焊錫膏生產廠商,大家經常用分佈比例衡量錫粉的均勻度:以25~45um的錫粉為例,通常要求35um左右的顆粒分度比例為60%左右的顆粒分度比例為60%左右,35um以下及以上部分各佔20%左右;

A-2、另外也要求錫粉顆粒形狀較為規則;根據「中華人民共和國電子行業標準《錫鉛膏狀焊料通用規範》(SJ/T 11186-1998)」中相關規定如下:「合金粉末形狀應是球形的,但允許長軸與短軸的最大比為1.5的近球形狀粉末。如用戶與製造廠達成協議,也可為其他形狀的合金粉末。」在實際的工作中,通常要求為錫粉顆粒長、短軸的比例一般在1.2以下。

A-3、如果以上A-1及A-2的要求項不能達到上述基本的要求,在焊錫膏的使用過程中,將很有可能會影響錫膏印刷、點注以及焊接的效果。

B、各種錫膏中錫粉與助焊劑的比例也不盡相同,選擇錫膏時,應根據所生產產品、生產工藝、焊接元器件的精密程序以及對焊接效果的要求等方面,去選擇不同的錫膏;

B-1、根據「中華人民共和國電子行業標準《錫鉛膏狀焊料通用規範》(SJ/T 11186-1998)」中相關規定,「焊膏中合金粉末百分(質量)含量應為65%-96%,合金粉末百分(質量)含量的實測值與訂貨單預定值偏差不大於 /-1%;通常在實際的使用中,所選用錫膏其錫粉含量大約在90%左右,即錫粉助焊劑的比例大致為90:10;

B-2、普通的印刷制式工藝多選用錫粉含量在89-91.5%的錫膏

B-3、當使用針點點注式工藝時,多選用錫粉含量在84-87%的錫膏;

B-4、回流焊要求器件管腳焊接牢固、焊點飽滿、光滑並在器件(阻容器件)端頭高度方向上有1/3至2/3高度焊料爬升,而焊錫膏中金屬合金的含量,對回流焊焊後焊料厚度(即焊點的飽滿程度)有一定的影響;為了證實這種問題的存在,有關專家曾做過相關的實驗,現摘抄其最終實驗結果如下表供參考:

從上表看出,隨著金屬含量減少,回流焊後焊料的厚度減少,為了滿足對焊點的焊錫量的要求,通常選用85%~92%含量的焊膏。

C、錫粉的「低氧化度」也是非常重要的一個品質要求,這也是錫粉在生產或保管過程中應該注意的一個問題;如果不注意這個問題,用氧化度較高的錫粉做出的焊錫膏,將在焊接過程中嚴重影響焊接的品質。

無鉛錫膏的成分及最佳合金成分比較編輯本段回目錄

無鉛錫膏
無鉛錫膏
無鉛錫膏在成分中,主要是由錫/銀/銅三部分組成,由來代替原來的的成分。

一、根本的特性和現象
在錫/銀/銅系統中,錫與次要元素(銀和銅)之間的冶金反應是決定應用溫度固化機制以及機械性能的主要因素。按照二元相位圖,在這三個元素之間有三種可能的二元共晶反應。銀與錫之間的一種反應在221°C形成錫基質相位的共晶結構和ε金屬之間的化合相位(Ag3Sn)。銅與錫反應在227°C形成錫基質相位的共晶結構和η金屬間的化合相位(Cu6Sn5)。銀也可以與銅反應在779°C形成富銀α相和富銅α相的共晶合金。可是,在現時的研究中1,對錫/銀/銅三重化合物固化溫度的測量,在779°C沒有發現相位轉變。這表示很可能銀和銅在三重化合物中直接反應。而在溫度動力學上更適於銀或銅與錫反應,以形成Ag3Sn或Cu6Sn5金屬間的化合物。因此,錫/銀/銅三重反應可預料包括錫基質相位、ε金屬之間的化合相位(Ag3Sn)和η金屬間的化合相位(Cu6Sn5)。

和雙相的錫/銀和錫/銅系統所確認的一樣,相對較硬的Ag3Sn和Cu6Sn5 粒子在錫基質的錫/銀/銅三重合金中,可通過建立一個長期的內部應力,有效地強化合金。這些硬粒子也可有效地阻擋疲勞裂紋的蔓延。Ag3Sn和Cu6Sn5粒子的形成可分隔較細小的錫基質顆粒。Ag3Sn和Cu6Sn5粒子越細小,越可以有效的分隔錫基質顆粒,結果是得到整體更細小的微組織。這有助於顆粒邊界的滑動機制,因此延長了提升溫度下的疲勞壽命。

雖然銀和銅在合金設計中的特定配方對得到合金的機械性能是關鍵的,但發現熔化溫度對0.5~3.0%的銅和3.0~4.7%的銀的含量變化並不敏感。

機械性能對銀和銅含量的相互關係分別作如下總結2:當銀的含量為大約3.0~3.1%時,屈服強度和抗拉強度兩者都隨銅的含量增加到大約1.5%,而幾乎成線性的增加。超過1.5%的銅,屈服強度會減低,但合金的抗拉強度保持穩定。整體的合金塑性對0.5~1.5%的銅是高的,然後隨著銅的進一步增加而降低。對於銀的含量(0.5~1.7%範圍的銅),屈服強度和抗拉強度兩者都隨銀的含量增加到4.1%,而幾乎成線性的增加,但是塑性減少。

在3.0~3.1%的銀時,疲勞壽命在1.5%的銅時達到最大。發現銀的含量從3.0%增加到更高的水平(達4.7%)對機械性能沒有任何的提高。當銅和銀兩者都配製較高時,塑性受到損害,如96.3Sn/4.7Ag/1.7Cu。

最佳合金成分
合金95.4Sn/3.1Ag/1.5Cu被認為是最佳的。其良好的性能是細小的微組織形成的結果,微組織給予高的疲勞壽命和塑性。對於0.5~0.7%銅的焊錫合金,任何高於大約3%的含銀量都將增加Ag3Sn的粒子體積分數,從而得到更高的強度。可是,它不會再增加疲勞壽命,可能由於較大的Ag3Sn粒子形成。在較高的含銅量(1~1.7%Cu)時,較大的Ag3Sn粒子可能可能超過較高的Ag3Sn粒子體積分數的影響,造成疲勞壽命降低。當銅超過1.5%(3~3.1%Ag),Cu6Sn5粒子體積分數也會增加。可是,強度和疲勞壽命不會隨銅而進一步增加。在錫/銀/銅三重系統中,1.5%的銅(3~3.1%Ag)最有效地產生適當數量的、最細小的微組織尺寸的Cu6Sn5粒子,從而達到最高的疲勞壽命、強度和塑性。

據報道,合金93.6Sn/4.7Ag/1.7Cu是217°C溫度的三重共晶合金3。可是,在冷卻曲線測量中,這種合金成分沒有觀察到精確熔化溫度。而得到一個小的溫度範圍:216~217°C。

這種合金成分提高現時研究中的三重合金成分最高的抗拉強度,但其塑性遠低於63Sn/37Pb。合金95.4Sn/4.1Ag/0.5Cu比95.4Sn/3.1Ag/1.5Cu的屈服強度低。93.6Sn/4.7Ag/1.7Cu的疲勞壽命低於95.4Sn/3.1Ag/1.5Cu。如果顆粒邊界滑動機制主要決定共晶焊錫合金,那麼95.4Sn/3.1Ag/1.5Cu,而不是93.6Sn/4.7Ag/1.7Cu,應該更靠近真正的共晶特性。

另外,95.4Sn/3.1Ag/1.5Cu比93.6Sn/4.7Ag/1.7Cu和95.4Sn/4.1Ag/0.5Cu具有經濟優勢。

與63Sn/37Pb比較
3.0~4.7%Ag和0.5~1.7%Cu的合金成分通常具有比63Sn/37Pb更高的抗拉強度。例如,95.4Sn/3.1Ag/1.5Cu和93.6Sn/4.7Ag/1.7Cu在強度和疲勞特性上比63Sn/37Pb好得多。93.6Sn/4.7Ag/1.7Cu的塑性較63Sn/37Pb低,而95.4Sn/3.1Ag/1.5Cu的塑性比63Sn/37Pb還高。

與96.5Sn/3.5Ag比較
95.4Sn/3.1Ag/1.5Cu具有216~217°C的熔化溫度(幾乎共晶),比共晶的96.5Sn/3.5Ag低大約4°C。當與96.5Sn/3.5Ag比較基本的機械性能時,研究中的特定合金成分在強度和疲勞壽命上表現更好。可是,含有較高銀和銅的合金成分,如93.6Sn/4.7Ag/1.7Cu的塑性比93.6Sn/4.7Ag低。

與99.3Sn/0.7Cu比較
3.0~4.7%Ag和0.5~1.5%Cu的錫/銀/銅成分合金具有較好的強度和疲勞特性,但塑性比99.3Sn/0.7Cu低。

推薦
錫/銀/銅系統中最佳合金成分是95.4Sn/3.1Ag/1.5Cu,它具有良好的強度、抗疲勞和塑性。可是應該注意的是,錫/銀/銅系統能夠達到的最低熔化溫度是216~217°C,這還太高,以適於現時SMT結構下的電路板應用(低於215°C的熔化溫度被認為是一個實際的標準)。

總而言之,含有0.5~1.5%Cu和3.0~3.1%Ag的錫/銀/銅系統的合金成分具有相當好的物理機械性能。相當而言,95.4Sn/3.1Ag/1.5Cu成本比那些含銀量高的合金低,如93.6Sn/4.7Ag/1.7Cu和95.4Sn/4.1Ag/0.5Cu。在某些情況中,較高的含銀量可能減低某些性能。

怎樣設定錫膏回流溫度曲線編輯本段回目錄

正確的溫度曲線將保證高品質的焊接錫點。  
一、測試方法

在使用表面貼裝元件的印刷電路板(PCB)裝配中,要得到優質的焊點,一條優化的回流溫度曲線是最重要的因素之一。溫度曲線是施加於電路裝配上的溫度對時間的函數,當在笛卡爾平面作圖時,回流過程中在任何給定的時間上,代表PCB上一個特定點上的溫度形成一條曲線。

幾個參數影響曲線的形狀,其中最關鍵的是傳送帶速度和每個區的溫度設定。帶速決定機板暴露在每個區所設定的溫度下的持續時間,增加持續時間可以允許更多時間使電路裝配接近該區的溫度設定。每個區所花的持續時間總和決定總共的處理時間。

每個區的溫度設定影響PCB的溫度上升速度,高溫在PCB與區的溫度之間產生一個較大的溫差。增加區的設定溫度允許機板更快地達到給定溫度。因此,必須作出一個圖形來決定PCB的溫度曲線。接下來是這個步驟的輪廓,用以產生和優化圖形。

在開始作曲線步驟之前,需要下列設備和輔助工具:溫度曲線儀熱電偶、將熱電偶附著於PCB的工具和錫膏參數表。可從大多數主要的電子工具供應商買到溫度曲線附件工具箱,這工具箱使得作曲線方便,因為它包含全部所需的附件(除了曲線儀本身)。

現在許多回流焊機器包括了一個板上測溫儀,甚至一些較小的、便宜的檯面式爐子。測溫儀一般分為兩類:實時測溫儀,即時傳送溫度/時間數據和作出圖形;而另一種測溫儀採樣儲存數據,然後上載到計算機

熱電偶必須長度足夠,並可經受典型的爐膛溫度。一般較小直徑的熱電偶,熱質量小響應快,得到的結果精確。

有幾種方法將熱電偶附著於PCB,較好的方法是使用高溫焊錫如銀/錫合金,焊點盡量最小。

另一種可接受的方法,快速、容易和對大多數應用足夠準確,少量的熱化合物(也叫熱導膏或熱油脂)斑點覆蓋住熱電偶,再用高溫膠帶(如Kapton)粘住。

還有一種方法來附著熱電偶,就是用高溫膠,如氰基丙烯酸鹽粘合劑,此方法通常沒有其它方法可靠。 附著的位置也要選擇,通常最好是將熱電偶尖附著在PCB焊盤和相應的元件引腳金屬端之間。

錫膏特性參數表也是必要的,其包含的信息對溫度曲線是至關重要的,如:所希望的溫度曲線持續時間、錫膏活性溫度、合金熔點和所希望的回流最高溫度。

開始之前,必須理想的溫度曲線有個基本的認識。理論上理想的曲線由四個部分或區間組成,前面三個區加熱、最後一個區冷卻。爐的溫區越多,越能使溫度曲線的輪廓達到更準確和接近設定。大多數錫膏都能用四個基本溫區成功回流

預熱區,也叫斜坡區,用來將PCB的溫度從周圍環境溫度提升到所須的活性溫度。在這個區,產品的溫度以不超過每秒2~5°C速度連續上升,溫度升得太快會引起某些缺陷,如陶瓷電容的細微裂紋,而溫度上升太慢,錫膏會感溫過度,沒有足夠的時間使PCB達到活性溫度。爐的預熱區一般佔整個加熱通道長度的25~33%。

活性區,有時叫做乾燥或浸濕區,這個區一般占加熱通道的33~50%,有兩個功用,第一是,將PCB在相當穩定的溫度下感溫,允許不同質量的元件在溫度上同質,減少它們的相當溫差。第二個功能是,允許助焊劑活性化,揮發性的物質從錫膏中揮發。一般普遍的活性溫度範圍是120~150°C,如果活性區的溫度設定太高,助焊劑沒有足夠的時間活性化,溫度曲線的斜率是一個向上遞增的斜率。雖然有的錫膏製造商允許活性化期間一些溫度的增加,但是理想的曲線要求相當平穩的溫度,這樣使得PCB的溫度在活性區開始和結束時是相等的。市面上有的爐子不能維持平坦的活性溫度曲線,選擇能維持平坦的活性溫度曲線的爐子,將提高可焊接性能,使用者有一個較大的處理窗口。 回流區,有時叫做峰值區或最後升溫區。這個區的作用是將PCB裝配的溫度從活性溫度提高到所推薦的峰值溫度。活性溫度總是比合金的熔點溫度低一點,而峰值溫度總是在熔點上。典型的峰值溫度範圍是205~230°C,這個區的溫度設定太高會使其溫升斜率超過每秒2~5°C,或達到回流峰值溫度比推薦的高。這種情況可能引起PCB的過分捲曲、脫層或燒損,並損害元件的完整性。

今天,最普遍使用的合金是Sn63/Pb37,這種比例的錫和鉛使得該合金共晶。共晶合金是在一個特定溫度下熔化的合金,非共晶合金有一個熔化的範圍,而不是熔點,有時叫做塑性裝態。本文所述的所有例子都是指共晶錫/鉛,因為其使用廣泛,該合金的熔點為183°C。

理想的冷卻區曲線應該是和回流區曲線成鏡像關係。越是靠近這種鏡像關係,焊點達到固態的結構越緊密,得到焊接點的質量越高,結合完整性越好。

作溫度曲線的第一個考慮參數是傳輸帶的速度設定,該設定將決定PCB在加熱通道所花的時間。典型的錫膏製造廠參數要求3~4分鐘的加熱曲線,用總的加熱通道長度除以總的加熱感溫時間,即為準確的傳輸帶速度,例如,當錫膏要求四分鐘的加熱時間,使用六英尺加熱通道長度,計算為:6 英尺 ÷ 4 分鐘 = 每分鐘 1.5 英尺 = 每分鐘 18 英吋。

接下來必須決定各個區的溫度設定,重要的是要瞭解實際的區間溫度不一定就是該區的顯示溫度。顯示溫度只是代表區內熱敏電偶的溫度,如果熱電偶越靠近加熱源,顯示的溫度將相對比區間溫度較高,熱電偶越靠近PCB的直接通道,顯示的溫度將越能反應區間溫度。明智的是向爐子製造商咨詢瞭解清楚顯示溫度和實際區間溫度的關係。本文中將考慮的是區間溫度而不是顯示溫度。表一列出的是用於典型PCB裝配回流的區間溫度設定。

表一、典型PCB回流區間溫度設定

區間
 區間溫度設定
 區間末實際板溫
 
預熱
 210°C(410°F)
 140°C(284°F)
 
活性
 177°C(350°F)
 150°C(302°F)
 
回流
 250°C(482°C)
 210°C(482°F) 
 

速度和溫度確定後,必須輸入到爐的控制器。看看手冊上其它需要調整的參數,這些參數包括冷卻風扇速度、強制空氣衝擊和惰性氣體流量。一旦所有參數輸入後,啟動機器,爐子穩定後(即,所有實際顯示溫度接近符合設定參數)可以開始作曲線。下一部將PCB放入傳送帶,觸發測溫儀開始記錄數據。為了方便,有些測溫儀包括觸發功能,在一個相對低的溫度自動啟動測溫儀,典型的這個溫度比人體溫度37°C(98.6°F)稍微高一點。例如,38°C(100°F)的自動觸發器,允許測溫儀幾乎在PCB剛放入傳送帶進入爐時開始工作,不至於熱電偶在人手上處理時產生誤觸發。

二、測試結果分析 
 首先,必須證實從環境溫度到回流峰值溫度的總時間和所希望的加熱曲線居留時間相協調,如果太長,按比例地增加傳送帶速度,如果太短,則相反。

選擇與實際圖形形狀最相協調的曲線。應該考慮從左道右(流程順序)的偏差,例如,如果預熱和回流區中存在差異,首先將預熱區的差異調正確,一般最好每次調一個參數,在作進一步調整之前運行這個曲線設定。這是因為一個給定區的改變也將影響隨後區的結果。我們也建議新手所作的調整幅度相當較小一點。一旦在特定的爐上取得經驗,則會有較好的「感覺」來作多大幅度的調整。


當最後的曲線圖盡可能的與所希望的圖形相吻合,應該把爐的參數記錄或儲存以備後用。雖然這個過程開始很慢和費力,但最終可以取得熟練和速度,結果得到高品質的PCB的高效率的生產。

SMT中清除誤印錫膏的正確方法編輯本段回目錄

錫膏
問題:可以用小刮鏟來將誤印的錫膏從板上去掉嗎?這會不會將錫膏和小錫珠弄到孔裡和小的縫隙裡?

解答:用小刮鏟刮的方法來將錫膏從誤印的板上去掉可能造成一些問題。一般可行的辦法是將誤印的板浸入一種兼容的溶劑中,如加入某種添加劑的水,然後用軟毛刷子將小錫珠從板上去除。寧願反覆的浸泡與洗刷,而不要猛烈的干刷或鏟刮。在錫膏印刷之後,操作員等待清洗誤印的時間越長,越難去掉錫膏。誤印的板應該在發現問題之後馬上放入浸泡的溶劑中,因為錫膏在干之前容易清除。

避免用布條去抹擦,以防止錫膏和其他污染物塗抹在板的表面上。在浸泡之後,用輕柔的噴霧沖刷經常可以幫助去掉不希望有的錫稿。同時還推薦用熱風乾燥。如果使用了臥式模板清洗機,要清洗的面應該朝下,以允許錫膏從板上掉落。

照例,注意一些細節可以消除不希望有的情況,如錫膏的誤印和從板上清除為固化的錫膏。在所希望的位置沉積適當數量的錫膏是我們的目標。弄髒了的工具、乾涸的錫膏、模板與板的不對位,都可能造成在模板底面甚至裝配上有不希望有的錫膏。在印刷工藝期間,在印刷週期之間按一定的規律擦拭模板。保證模板坐落在焊盤上,而不是在阻焊層上,以保證一個清潔的錫膏印刷工藝。在線的、實時的錫膏檢查和元件貼裝之後回流之前的檢查,都是對減少在焊接發生之前工藝缺陷有幫助的工藝步驟。

對於密間距(fine-pitch)模板,如果由於薄的模板橫截面彎曲造成引腳之間的損傷,它會造成錫膏沉積在引腳之間,產生印刷缺陷和/或短路。低粘性的錫膏也可能造成印刷缺陷。例如,印刷機運行溫度高或者刮刀速度高可以減小錫膏在使用中的粘性,由於沉積過多錫膏而造成印刷缺陷和橋接。

總的來講,對材料缺乏足夠的控制、錫膏沉積的方法和設備是在回流焊接工藝中缺陷的主要原因。

什麼類型的裝配板的分板(depaneling)設備提供最好的結果?

解答:現在,有幾種分板系統提供各種將裝配板分板的技術。照例,在選擇這種設備時應該考慮許多因素。不管有沒有定線(routing)、鋸割(sawing)或沖切(blanking)用來將單個的板從組合板分開,分板過程中穩定的支撐是最重要的因素。沒有支撐,產生的應力可能損傷基板和焊接點。扭曲板、或在分板期間給裝配產生應力都可能造成隱藏或明顯的缺陷。雖然鋸割經常可以提供最小的間隙,但是用工具的剪切或沖切可以提供較清潔的、更加受控的結果。

為了避免元件損傷,許多裝配商企圖在要求分板的時候將元件焊接點保持在距離板的邊緣至少5.08mm。敏感的陶瓷電容二極管可能要求格外的小心與考慮。

焊錫膏和松香對電烙鐵作用編輯本段回目錄

電路板最好是帶著松香焊,因為松香是助焊劑。但不能太多,有一點就行,初學維修都會掌握不好分寸,經常焊一焊就好了,錫點不能大,也不能太小,多看電路板上焊點。現在都是機了焊板子,個別用人工補焊,補焊地方都是電流比較大電壓比較高地方。請看老式電子產品或老式黑白電視機用人工焊。不好看,但結實。沒有開焊。八十年代後期基本上都是機子焊,也叫做波峰焊,又快又好,但是電流大一點地方開焊比較多。焊錫膏只有焊接難上錫鐵件等物品時才用到,具有腐蝕性,一般只用松香就行了,松香作用是析出焊錫中氧化物,保護焊錫不被氧化,增加焊錫流動性。  電子元件一般都是上好錫,如果生銹要先刮亮,放到松香上用烙鐵燙一下,再上錫。電路板刮亮以後可以直接插上已上錫元件用松香芯焊錫絲焊接。在松香揮發完之前移開烙鐵,如果焊錫發粘要再蘸點松香,焊錫凝固前不要移動元件。

焊錫、焊錫絲、焊錫條、焊錫線、焊錫膏的用途及分類及焊錫作用編輯本段回目錄

焊料是一種熔點比被焊金屬熔點低的易熔金屬。焊料熔化時,在被焊金屬不熔化的條件下能潤浸被焊金屬表面,並在接觸面處形成合金層而與被焊金屬連接到一起。在一般電子產品裝配中,主要使用錫鉛焊料,俗稱為焊錫

什麼是焊料
焊料是一種熔點比被焊金屬熔點低的易熔金屬。焊料熔化時,在被焊金屬不熔化的條件下能潤浸被焊金屬表面,並在接觸面處形成合金層而與被焊金屬連接到一起。在一般電子產品裝配中,主要使用錫鉛焊料,俗稱為焊錫

(1)常見焊錫的成分及作用

焊錫的主要作用就是把被焊物連接起來,對電路來說構成一個通路。

 (2)常用焊錫具備的條件
1)焊料的熔點要低於被焊工件。
2)易於與被焊物連成一體,要具有一定的抗壓能力。
3)要有較好的導電性能。
4)要有較快的結晶速度。
(3)常用焊錫的種類
根據熔點不同可分為硬焊料和軟焊料;根據組成成分不同可分為錫鉛焊料、銀焊料、銅焊料等。在錫焊工藝中,一般使用錫鉛合金焊料。

1)錫鉛焊料——是常用的錫鉛合金焊料,通常又稱焊錫,主要由錫和鉛組成,還含有銻等微量金屬成分。

錫鉛焊料主要用途:廣泛用於電子行業的軟釬焊、散熱器及五金等各行業波峰焊、浸焊等精密焊接。特殊焊接工藝以及噴塗、電鍍等。經過特殊工藝調質精煉處理而生產成的抗氧化焊錫條,具有獨特的高抗氧化性能,浮渣比普通焊料少,具有損耗少、流動性好,可焊性強、焊點均勻、光亮等特點.

錫鉛焊料條

錫鉛焊料標準:GB/T8012-2000/GB/T3131-2001

2)共晶焊錫——是指達到共晶成分的錫鉛焊料,合金成分是錫的含量為61.9%、鉛的含量為38.1%。在實際應用中一般將含錫60%,含鉛40%的焊錫就稱為共晶焊錫。在錫和鉛的合金中,除純錫、純銅和共晶成分是在單一溫度下熔化外,其他合金都是在一個區域內熔化的,所以共晶焊錫是錫鉛焊料中性能最好的一種。
Eutectic solders(共晶焊錫):兩種或更多的金屬合金,具有最低的熔化點,當加熱時,共晶合金直接從固態變到液態,而不經過塑性階段。

(4)常用焊料的形狀

焊料在使用時常按規定的尺寸加工成形,有片狀、塊狀、棒狀、帶狀和絲狀等多種。

1)絲狀焊料——通常稱為焊錫絲,中心包著松香助焊劑,叫松脂芯焊絲,手工烙鐵錫焊時常用。松脂芯焊絲的外徑通常有0.5mm、0.6mm、0.8mm、1.Omm、1.2mm、1.6mm、2.Omm、2.3mm、3.Omm等規格。

2)片狀焊料——常用於硅片及其他片狀焊件的焊接

3)帶狀焊料——常用於自動裝配的生產線上,用自動焊機從製成帶狀的焊料上衝切一段進行焊接,以提高生產效率。

4)焊料膏——將焊料與助焊劑粉末拌和在一起製成,焊接時先將焊料膏塗在印製電路板上,然後進行焊接,在自動貼片工藝上已經大量使用。

在焊錫中松香和焊錫膏各自的作用編輯本段回目錄

電路板最好是帶著松香焊,因為松香是助焊劑
焊錫膏只有焊接難上錫的鐵件等物品時才用到,具有腐蝕性,一般只用松香就行了,松香的作用是析出焊錫中的氧化物,保護焊錫不被氧化,增加焊錫的流動性。
電子元件一般都是上好錫的不太有印象,如果生銹要先刮亮,放到松香上用烙鐵燙一下,再上錫。電路板刮亮以後可以直接插上已上錫的元件用松香芯焊錫絲焊接如果是表貼元件不用焊錫膏用細絲該怎麼操作。在松香揮發完之前移開烙鐵,如果焊錫發粘要再蘸點松香,焊錫凝固前不要移動元件。

錫膏印刷編輯本段回目錄

本文介紹:「即使是最好的錫膏、設備和應用方法,也不一定充分保證得到可接受的結果。使用者必須控制工藝過程和設備變量,以達到良好的印刷品質。」

在表面貼裝裝配的回流焊接中,錫膏用於表面貼裝元件的引腳或端子與焊盤之間的連接。有許多變量,如錫膏、絲印機、錫膏應用方法和印刷工藝過程。在印刷錫膏的過程中,基板放在工作台上,機械地或真空夾緊定位,用定位銷或視覺來對準。或者絲網(screen)或者模板(stencil)用於錫膏印刷。本文將著重討論幾個關鍵的錫膏印刷問題,如模板設計和印刷工藝過程。

印刷工藝過程與設備
在錫膏印刷過程中,印刷機是達到所希望的印刷品質的關鍵。今天可購買到的絲印機分為兩種主要類型:實驗室與生產。每個類型有進一步的分類,因為每個公司希望從實驗室與生產類型的印刷機得到不同的性能水平。例如,一個公司的研究與開發部門(R&D)使用實驗室類型製作產品原型,而生產則會用另一種類型。還有,生產要求可能變化很大,取決於產量。因為激光切割設備是不可能分類的,最好是選擇與所希望的應用相適應的絲印機。
在手工或半自動印刷機中,錫膏是手工地放在模板/絲網上,這時印刷刮板(squeegee)處於模板的另一端。在自動印刷機中,錫膏是自動分配的。在印刷過程中,印刷刮板向下壓在模板上,使模板底面接觸到電路板頂面。當刮板走過所腐蝕的整個圖形區域長度時,錫膏通過模板/絲網上的開孔印刷到焊盤上。
在錫膏已經沉積之後,絲網在刮板之後馬上脫開(snap off),回到原地。這個間隔或脫開距離是設備設計所定的,大約0.020"~0.040"。脫開距離與刮板壓力是兩個達到良好印刷品質的與設備有關的重要變量。
如果沒有脫開,這個過程叫接觸(on-contact)印刷。當使用全金屬模板和刮刀時,使用接觸印刷。非接觸(off-contact)印刷用於柔性的金屬絲網。

刮板(squeegee)類型
刮板的磨損、壓力和硬度決定印刷質量,應該仔細監測。對可接受的印刷品質,刮板邊緣應該鋒利和直線。刮板壓力低造成遺漏和粗糙的邊緣,而刮板壓力高或很軟的刮板將引起斑點狀的(smeared)印刷,甚至可能損壞刮板和模板或絲網。過高的壓力也傾向於從寬的開孔中挖出錫膏,引起焊錫圓角不夠。
常見有兩種刮板類型:橡膠或聚氨酯(polyurethane)刮板和金屬刮板。當使用橡膠刮板時,使用70-90橡膠硬度計(durometer)硬度的刮板。當使用過高的壓力時,滲入到模板底部的錫膏可能造成錫橋,要求頻繁的底部抹擦。為了防止底部滲透,焊盤開口在印刷時必須提供密封(gasketing)作用。這取決於模板開孔壁的粗糙度。
金屬刮刀也是常用的。隨著更密間距元件的使用,金屬刮刀的用量在增加。它們由不銹鋼或黃銅製成,具有平的刀片形狀,使用的印刷角度為30~45°。一些刮刀塗有潤滑材料。因為使用較低的壓力,它們不會從開孔中挖出錫膏,還因為是金屬的,它們不像橡膠刮板那樣容易磨損,因此不需要鋒利。它們比橡膠刮板成本貴得多,並可能引起模板磨損。
使用不同的刮板類型在使用標準元件和密腳元件的印刷電路裝配(PCA)中是有區分的。錫膏量的要求對每一種元件有很大的不同。密間距元件要求比標準表面貼裝元件少得多的焊錫量。焊盤面積和厚度控制錫膏量。
一些工程師使用雙厚度的模板來對密腳元件和標準表面貼裝焊盤施用適當的錫膏數量。其它工程師採用一種不同的方法 - 他們使用不需要經常鋒利的更經濟的金屬刮刀。用金屬刮刀更容易防止錫膏沉積量的變化,但這種方法要求改良的模板開孔設計來防止在密間距焊盤上過多的錫膏沉積。這個方法在工業上變得更受歡迎,但是,使用雙厚度印刷的橡膠刮板也還沒有消失。

模板(stencil)類型
重要的印刷品質變量包括模板孔壁的精度和光潔度。保存模板寬度與厚度的適當的縱橫比(aspect ratio)是重要的。推薦的縱橫比為1.5。這對防止模板阻塞是重要。一般,如果縱橫比小於1.5,錫膏會保留在開孔內。除了縱橫比之外,如IPC-7525《模板設計指南》所推薦的,還要有大於0.66的面積比(焊盤面積除以孔壁面積)。IPC-7525可作為模板設計的一個良好開端。
製作開孔的工藝過程控制開孔壁的光潔度和精度。有三種常見的製作模板的工藝:化學腐蝕、激光切割和加成(additive)工藝。

化學腐蝕(chemically etched)模板
金屬模板和柔性金屬模板是使用兩個陽性圖形通過從兩面的化學研磨來蝕刻的。在這個過程中,蝕刻不僅在所希望的垂直方向進行,而且在橫向也有。這叫做底切(undercutting) - 開孔比希望的較大,造成額外的焊錫沉積。因為50/50從兩面進行蝕刻,其結果是幾乎直線的孔壁,在中間有微微沙漏形的收窄。
因為電蝕刻模板孔壁可能不平滑,電拋光,一個微蝕刻工藝,是達到平滑孔壁的一個方法。另一個達到較平滑孔壁的方法是鍍鎳層(nickel plating)。拋光或平滑的表面對錫膏的釋放是好的,但可能引起錫膏越過模板表面而不在刮板前滾動。這個問題可通過選擇性地拋光孔壁而不是整個模板表面來避免。鍍鎳進一步改善平滑度和印刷性能。可是,它減小了開孔,要求圖形調整。

激光切割(laser-cut)模板
激光切割是另一種減去(subtractive)工藝,但它沒有底切問題。模板直接從Gerber數據製作,因此開孔精度得到改善。數據可按需要調整以改變尺寸。更好的過程控制也會改善開孔精度。激光切割模板的另一個優點是孔壁可成錐形。化學蝕刻的模板也可以成錐形,如果只從一面腐蝕,但是開孔尺寸可能太大。板面的開口稍微比刮板面的大一點的錐形開孔(0.001"~0.002",產生大約2°的角度),對錫膏釋放更容易。
激光切割可以製作出小至0.004"的開孔寬度,精度達到0.0005",因此很適合於超密間距(ultra-fine-pitch)的元件印刷。激光切割的模板也會產生粗糙的邊緣,因為在切割期間汽化的金屬變成金屬渣。這可能引起錫膏阻塞。更平滑的孔壁可通過微蝕刻來產生。激光切割的模板如果沒有預先對需要較薄的區域進行化學腐蝕,就不能製成台階式多級模板。激光一個一個地切割每一個開孔,因此模板成本是要切割的開孔數量而定。

電鑄成型(electroformed)模板
製作模板的第三種工藝是一種加成工藝,最普遍地叫做電鑄成型。在這個工藝中,鎳沉積在銅質的陰極心上以形成開孔。一種光敏干膠片疊層在銅箔上(大約0.25"厚度)。膠片用紫外光通過有模板圖案的遮光膜進行聚合。經過顯影后,在銅質心上產生陰極圖案,只有模板開孔保持用光刻膠(photoresist)覆蓋。然後在光刻膠的周圍通過鍍鎳形成了模板。在達到所希望的模板厚度後,把光刻膠從開孔除掉。電鑄成型的鎳箔通過彎曲從銅心上分開 - 一個關鍵的工藝步驟。現在箔片準備好裝框,製作模板的其它步驟。
電鑄成型台階式模板可以做得到,但成本增加。由於可達到精密的公差,電鑄成型的模板提供良好的密封作用,減少了模板底面的錫膏滲漏。這意味著模板底面擦拭的頻率顯著地降低,減少潛在的錫橋。

結論
化學腐蝕和激光切割是製作模板的減去工藝。化學蝕刻工藝是最老的、使用最廣的。激光切割相對較新,而電鑄成型模板是最新時興的東西。
為了達到良好的印刷結果,必須有正確的錫膏材料(黏度、金屬含量、最大粉末尺寸和盡可能最低的助焊劑活性)、正確的工具(印刷機、模板和刮刀)和正確的工藝過程(良好的定位、清潔拭擦)的結合。

錫膏印刷中的吞吐量與週期編輯本段回目錄

錫膏
文章摘要:吞吐量定義為:在給定的時間週期內,可以生產出多少合格的印刷電路板。雖然機器週期是指示機器性能的一個重要指標,但在評估工藝設備時將總吞吐量作為主要的度量標準仍然非常重要。對任何電子製造廠而言,重要的度量標準之一是「今天製造的電路板中有多少是可發運給客戶

關健字:錫膏印刷 SMT

電子製造業經常交換使用週期吞吐量兩個術語,事實上,它們在機器性能的量度工作中是兩種不同的因素。雖然機器週期是指示機器性能的一個重要指標,但在評估工藝設備時將總吞吐量作為主要的度量標準仍然非常重要。

影響一條 SMT 生產線產量的因素是多種多樣的,經常提到的一個因素是錫膏印刷設備的週期。過去,「機器週期」用作主要設備生產吞吐量的一個重要指標,但對一台模板印刷機或其它電子製造設備來說,它僅僅是量度真實產量的一個因素。電子製造業經常交換使用週期和吞吐量兩個術語,事實上,它們在機器性能的量度工作中是兩種不同的因素。

週期
週期的定義是機器可以完成的電路板的裝卸、對位等基本功能任務的速度。一般包含以下內容:電路板進出機器的運動、電路板按已定目標(模板基準標記)進行校正、電路板運動到其必須的位置,以及電路板傳送到下道工序的時間。機器主要功能的實際完成(在本例中是錫膏的實際印刷)一般要依賴於定義機器週期的各個公認元素。大多數情況下,錫膏印刷設備的供應商只把機器的週期定義為印刷電路板送進、送出機器,以及印刷電路板按已定目標(模板基準標記)校正的過程。

很多時候真正的印刷動作並不包括在錫膏印刷機的週期內。印刷動作在很大程度上依賴於使用的錫膏和生產的基板尺寸。大多數現代錫膏印刷設備刮板的的運動速度可以遠遠快於實際錫膏印刷的要求。許多客戶仍在使用那些必須緩慢印製的錫膏,這經常成為錫膏印刷工藝週期的一個主要時間因素。正是由於材料會產生很多影響變量,設備製造商便將週期的定義內容縮減為自己可控的那些項目。

我們應該把機器週期定義考慮得更寬泛一些,以使更好地理解機器吞吐量與設備利用率。更寬泛的定義除了包括上述所有功能,還需加上機器執行的所有「間接」(overhead)功能。「間接」功能定義是:不直接包括在電路板傳送和準確印刷錫膏的實際操作中的所有其它機器功能。大多數的現代錫膏印刷機都可以執行許多「間接」功能,如模板清洗、二維(2D)印後檢驗、模板上錫膏的塗覆等,有些更先進的系統甚至提供對錫膏印刷的三維(3D)印後檢驗、慢速脫離(snap-off)、定位支撐針的安裝,以及對統計過程控制和其它管理與質量數據的採集功能,作為機器的附加功能。

當採用機器週期的這種擴展定義時,很難對錫膏印刷機設備作出比較,因為一般情況下這些功能代替了手工和離線的保證工藝質量功能。必須花時間來徹底理解每個「間接」功能如何完成自己的任務,才能夠對機器的性能作出正確的評估。在證明某項功能的價值時,機器執行間接任務的速度當然是主要考慮因素,同時,還必須考慮機器將以怎樣的精確度和可重複性執行間接操作。許多印刷設備能夠並行地執行幾個「間接」功能,這樣不會由於增加功能造成吞吐量的實際損失。如果機器可以並行地執行兩、三個「間接」功能,並且仍能提供「最佳」的精確度和可重複性,則該機器(按照上述擴展定義方法)就具有最快的機器週期。

吞吐量

有效評估印刷機的實際吞吐量
為了有效評估一台印刷機的實際吞吐量,必須考慮以下變量:

週期,及測量電路板上板、定位、送至印刷高度、回到傳送高度、下板的過程。但不包括實際的印刷動作。

印刷參數,包括:施加的力量、刮板運動及速度參數等。這些參數受電路板尺寸、元件密度、元件間距以及錫膏構成(由於不同的流變學特性,大型元件一般意味著不同的速度)的影響。

錫膏印刷週期的優化需要使用可以快速印刷的錫膏。電路路尺寸越大,實際印刷動作對週期長短的影響就越重要。如果我們的錫膏每秒只能印刷 2 英吋,用它加工一塊 12 英吋電路板的過程要耗時 6 秒種。如果換用一台每秒印刷 8 英吋的錫膏,則印刷時間可以降低為 1.5 秒。

是否使用刮板或封閉印刷頭
封閉印刷頭節省了將錫膏塗覆在模板上的時間。即使使用了自動錫膏塗覆系統,機器也要花時間將新的錫膏塗在模板上。當要從一種電路板轉換到另一種電路板時,封閉印刷頭更顯示出獨有的優勢。因為所有的錫膏都已經裝在封閉印刷頭中。在清潔模板前,只需從模板上刮去很少量的錫膏。並且由於下一種產品的錫膏已經裝在印刷頭中了,錫膏的浪費量也很少。

錫膏塗覆:在使用刮板時,如何向模板塗覆錫膏。影響它的因素包括塗覆方法(人工或自動塗覆),以及開孔密度和 PCB 的尺寸,這些將決定錫膏補充的頻率。

操作軟件的「易用性」

軟件必須易於使用。所有可控功能的操作都必須易於理解。軟件界面必須盡可能直觀以簡化操作。這有助於機器的組裝、轉換以及正常運轉,對系統長期生產的產量有很大影響。

模板清洗頻率與方法。

所有的錫膏印刷工藝都需要按某種頻度來清潔模板。模板擦拭的頻度是多種變量的函數,包括模板設計、印刷電路板的最後表面處理(熱風整平 HASL、浸銀、浸鎳/金、有機可焊性保護層 OSP,等)、印刷過程中電路板的支持,等。即使是最優設計的錫膏印刷工藝也必須進行模板清潔,所以我們必須對某台機器如何完成這一功能作出評估。所有的現代錫膏印刷設備均提供模板清洗功能。必須清楚是否需要在執行模板清潔功能時使用真空或溶劑來協助清洗工作。

模板至電路板的慢速脫離距離與速度。所有系統都各不相同,由於密度越來越高,有些 PCB 板需要更慢的分離速度,以改善模板與沉積錫膏的分離。

印後檢驗

大多數現代錫膏印刷設備都提供二維(2D)印後檢驗功能,有些還可以為關鍵設備的錫膏沉積提供三維(3D)印後檢驗功能。所有的 2D 和 3D 印後檢驗系統的工作各不相同,所以,要瞭解可測量的各個變量、方法,以及懂得如何使用結果數據,這對評估附加工作的價值非常重要。

裝配與轉換方案,包括相關的 MTTA。

當從一種產品變更為另一種產品時,需要進行大量的錫膏印刷設備的轉換工作。許多錫膏印刷流程在一天裡要進行數次轉換。必須清楚你的設備要花多少時間才能從一種產品轉換到另一種產品。哪些產品轉換變量對機器的優化運行特別重要?
工藝統計控制策略(SPC

如上所述,吞吐量是在給定時間週期內裝配完成的合格電路板數量。工藝質量對實現最高吞吐量至關重要,因此必須盡可能「實時」地瞭解工藝運行的情況。我們不能在生產運行結束後才通過發現的缺陷進行補救式的優化工作。我們必須提倡一種「前瞻」式的生產,防止形成一種只被用來發現缺陷的「反應」式生產。

各種錫膏編輯本段回目錄

錫膏

 

錫膏

錫膏

錫膏

錫膏

錫膏

錫膏

理解的錫膏回流過程編輯本段回目錄

當錫膏至於一個加熱的環境中,錫膏回流分為五個階段,

首先,用於達到所需粘度和絲印性能的溶劑開始蒸發,溫度上升必需慢(大約每秒3°C),以限制沸騰和飛濺,防止形成小錫珠,還有,一些元件對內部應力比較敏感,如果元件外部溫度上升太快,會造成斷裂。

助焊劑活躍,化學清洗行動開始,水溶性助焊劑和免洗型助焊劑都會發生同樣的清洗行動,只不過溫度稍微不同。將金屬氧化物和某些污染從即將結合的金屬和焊錫顆粒上清除。好的冶金學上的錫焊點要求「清潔」的表面。

當溫度繼續上升,焊錫顆粒首先單獨熔化,並開始液化和表面吸錫的「燈草」過程。這樣在所有可能的表面上覆蓋,並開始形成錫焊點。

這個階段最為重要,當單個的焊錫顆粒全部熔化後,結合一起形成液態錫,這時表面張力作用開始形成焊腳表面,如果元件引腳與PCB焊盤的間隙超過4mil,則極可能由於表面張力使引腳和焊盤分開,即造成錫點開路。

冷卻階段,如果冷卻快,錫點強度會稍微大一點,但不可以太快而引起元件內部的溫度應力。

 回流焊接要求總結:

重要的是有充分的緩慢加熱來安全地蒸發溶劑,防止錫珠形成和限制由於溫度膨脹引起的元件內部應力,造成斷裂痕可靠性問題。

其次,助焊劑活躍階段必須有適當的時間和溫度,允許清潔階段在焊錫顆粒剛剛開始熔化時完成。

時間溫度曲線中焊錫熔化的階段是最重要的,必須充分地讓焊錫顆粒完全熔化,液化形成冶金焊接,剩餘溶劑助焊劑殘餘的蒸發,形成焊腳表面。此階段如果太熱或太長,可能對元件和PCB造成傷害。

錫膏回流溫度曲線的設定,最好是根據錫膏供應商提供的數據進行,同時把握元件內部溫度應力變化原則,即加熱溫升速度小於每秒3°C,和冷卻溫降速度小於5° C。

PCB裝配如果尺寸和重量很相似的話,可用同一個溫度曲線。

重要的是要經常甚至每天檢測溫度曲線是否正確。

錫膏印刷缺陷分析編輯本段回目錄

錫膏對銅箔位移

印刷鋼板未對準,鋼板或電路板不良
調整印刷機,測量鋼板或電路板  
短路  
錫膏過多  
檢查鋼板
錫膏模糊   
鋼板底面有錫膏、與電路板面間隙太多  
清潔鋼板底面   
錫膏面積縮小  
鋼孔有干錫膏、刮刀速度太快   
清洗鋼孔、調節機器  

錫膏面積太大
刮刀壓力太大、鋼孔損壞
調節機器、檢查鋼板   
錫膏量多、高度太高  
鋼板變形、與電路板之間污濁  
檢查鋼板、清潔鋼板底面   
錫膏下塌  
刮刀速度太快、錫膏溫度太高、吸入水份及水氣 

調節機器、更換錫膏  
錫膏高度變化大 
鋼板變形、刮刀速度太快、分開控制速度太快 
調節機器、檢查鋼板
錫膏量少
刮刀速度太快、塑料刮刀刮出錫膏   
調節機器 要椏留  

錫膏印刷的重要性:異常解決方案編輯本段回目錄

一. 漏印:錫膏未印上大於PAD面積的25%。 
1. 網孔堵塞或部分錫膏粘在鋼網底部
清潔鋼網底部,減慢脫模速度。
2. 鋼網上缺少錫膏或刮刀寬度方向錫膏不均勻。 
添加錫膏使錫膏在刮刀寬度方向均勻。
3.錫膏粘度太大,印刷性不好。
添加溶劑(要求錫膏廠商提供),選擇粘度合適的錫膏。
4.錫膏中有較大尺寸合金粉末顆粒。
更換錫膏,選擇金屬顆粒大小一致的錫膏
5.錫膏流動性不好
減慢印刷速度,適當增加刮刀延時,使刮刀上的錫膏充分填充到網孔裡。
6.鋼網開孔方式、形狀設計不完善,導致印刷脫模不良
修改開孔方式、形狀設計
7.刮刀磨損
更換新刮刀
二.塌陷:圖形坍塌,錫膏向四邊塌落,超出焊盤面積的25%造成錫膏圖形粘連
1.  刮刀壓力過大
調整刮刀壓力
2.PCB定位不穩定
重新固定PCB
3.  錫膏粘度或合金粉末含量太低觸變性不好
換錫膏,選擇合適粘度的錫膏
三.錫膏太薄:錫膏的厚度是由鋼網決定的0.15mm的鋼網控制在0.13mm-0.18mm左右
1.鋼網厚度不符合要求(太薄)
選擇厚度合適的鋼網
2.刮刀壓力太大
調整刮刀壓力
3.印刷速度太快
減慢印刷速度或增加印刷次數
4. 錫膏流動性差
選擇顆粒度和粘度合適的錫膏
四.錫膏厚度不一致:成型不良錫膏表面不平行 
1.鋼網與PCB不平行
調整鋼網與PCB的相對位置,效正PCB定位工作台的水平。
2. 錫膏攪拌不均勻,使得顆粒度不一致
印刷前充分攪拌錫膏,使得顆粒度一致
五.拉尖:PAD上的錫膏成小丘狀
1.錫膏粘度大
添加稀釋劑(要求廠商提供),選擇合適粘度的錫膏
2.鋼網與PCB的間隔太大
調整鋼網與PCB的間隔
3.脫模速度過快
調整鋼網脫模速度
4.鋼網開孔方式、形狀設計不完善,導致印刷脫模不良 
修改開孔方式、形狀設計
六.橋連:相鄰PAD上的錫膏圖形連在一起
1.鋼網底部不乾淨有異物
清潔鋼網底部
2.印刷次數多
修改機器參數減少印刷次數
3.刮刀壓力太大
調整刮刀壓力
七.成型模糊:錫膏邊緣不平整,表面上有毛刺
1.錫膏粘度偏低
更換錫膏選擇粘度合適的錫膏
2.鋼網孔壁粗糙
鋼網驗收前用100倍帶電源的放大鏡檢查鋼網孔壁的拋光程度
3.PAD上的鍍層太厚,熱風整平不良,產生凹凸不平。
要求PCB製造商改進,採用鍍金、OSP等焊盤塗層工藝。
八.PCB表面沾污
1.鋼網底部沾有錫膏
增加清潔鋼網底部的次數
2. 印刷錯誤的PCB清潔不夠乾淨
重新印刷的PCB一定要清洗乾淨
註:PCB清洗後要用風槍吹過,因為有許多肉眼看不到的錫球粘在PCB的縫隙裡.

理解錫膏流變特性,改善錫膏印刷工藝編輯本段回目錄

Eric Nien Hsien Wu,Henkel Technology -- Electronics 中國公司 應用工程支持經理儘管SMT工藝目前已經是非常成熟的製造業工藝, 但仍有很多方面可以革新,以提高工藝的先進性。對於錫膏研發公司,生產一款能印刷小於0.4毫米間隔的細小間隙的錫膏材料是目前面臨的挑戰之一;而對於用戶而言,在選擇合適的錫膏前,理解那些和印刷性能有關的參數則非常重要,理解錫膏流變特性能幫助SMT工程師更有效地選擇適合不同印刷工藝的錫膏。

背景
錫膏的流變特性是一個不同於一般所指的「流動」特性。 一個典型的錫膏通常含有90%的合金顆粒和10%左右的助焊劑介質。助焊劑介質是決定錫膏流變性的主要因素之一。

但如果只看助焊劑介質中的成分是不切實際的。瞭解印刷的性能,流變性的測量可以提供部分有用的信息。

流變學(Rheology)
「粘度」這個術語在不同的方面會有不同的解釋,但基本的概念是量化需要「移動」流體物質所要施加的力。
流動物質可以用兩個平行盤間的液體厚度來表示,當力作用在頂部盤同時保持底部盤的固定,以此來討論流動性,用很多層移動的互相相關性來討論流動物質的剪切效果。但粘度的數據只能告訴我們在某些預定環境下得到的一個理論數值,例如,穩定層流狀態,固定的溫度,固定的剪切率等。

在不同的條件下流動物質的特性,需要通過「流變性」這個術語來解釋。錫膏在低剪切率(慢或者不流動)的環境下是粘稠的,隨著流動性的增加和剪切率的增加,其粘度會逐漸變稀。同樣,在固定的剪切率下,粘度也會隨著時間的增加而下降。一旦剪切力停止,粘度就會立即回升,理論上,最終返回到初始的狀態,恢復過程也許需要幾個小時。錫膏的這個特性在流變學中稱為「觸變性」。然而在實際應用中,隨著剪切率的增加或減少所得到的兩條錫膏粘度變化的曲線並不重合,有滯後現象。

有很多方法可以生成錫膏的這種有滯後現象的粘度變化曲線。按傳感器方式分類,主要有以下三類:旋轉心軸式 、圓錐/平板式、螺旋套筒式。通過採用不同的傳感器,以及測量施加在被測物體上的扭矩或力,可以得到剪切率,並得到粘度的數值,從而可以繪製出該滯後曲線。另外,由於錫膏中的錫粉顆粒不能有效地(如一般液體)進入微小的縫隙,使得圓錐/平板式測量方法不適於測量錫膏的粘度。
值得注意的是,用不同的傳感器或不同型號的粘度儀所得到的數據是不可以相互比較和轉換的。換句話說,如果簡單地比較產品目錄上的數據,而不去校驗其測試方法及操作程序,會造成粘度數據的不匹配。
例如,使用同樣類型的傳感器,但在不同的溫度下測量相同的產品會得到不準確的粘度值。實驗數據顯示,通常測量溫度每上升10℃,都會造成粘度值降低15~20% 。因此在測量時,使用相同的容器、正確的被測物體(錫膏)溫度、正確的傳感器以及推薦的測試方法是非常重要的。
通常來說,剪切率越高,錫膏的粘度越低,在高速印刷時可以得到更好的印刷性能。
不同顏色的點代表不同的成分,相同顏色的點代表相同的成分但流變性修改劑的含量不同。從趨勢圖上可以看出,錫膏的粘度越低,在高速印刷時可以得到更好的滾動性能,這正是小尺寸PCB板組裝中要求的錫膏基本性能(如手機的PCB板)。

然而高速印刷與PCB板上錫膏成形的清晰度或錫膏的塌陷沒有任何關係,特別是對於細間距印刷。有兩個參數可以更好地描述錫膏的印刷性能:
●  觸度係數(TI)=log(A/C)
●  粘度不恢復率(NRR)=((B-D)/B) x 100
高觸變性指數(TI)意味著錫膏在高剪切率下更容易變稀,也可以理解為在鋼網上有更好的滾動性(相同的鋼網開孔尺寸和相同的刮刀壓力)。
低NRR(Non Recovery rate)意味著錫膏在剪切力消除後,粘度恢復的時間更短。可以理解為錫膏在PCB板上有更好的抗冷坍塌能力。
可以看出兩者在印刷表現上的差異,而兩個樣品的唯一差別在於使用了不同的粘度修改劑。表2顯示了粘度的滯後性,以及兩者粘度之間的差異。在實際的SMT生產評估中,樣品A在細間距應用中表現了優秀的印刷性能和濕強度,而樣品B具有寬廣的印刷窗口和更長的鋼網壽命。

在許多裝配工藝中,粘度測試已經成為IQC的常規項目,粘度測試結果用來作為質量檢測和工藝參考。除了粘度以外,印刷性能還與很多因素有關。但是正確地理解錫膏的流變性,可以幫助我們更好地調整印刷工藝。

更多參考資料編輯本段回目錄

http://www.smtma.cn

中國SMT官方網-SMT工程師論壇

附件清單


→如果您認為本詞條還有待完善,請 編輯詞條

上一篇SONIA RYKIEL 下一篇創意產業

詞條內容僅供參考,如果您需要解決具體問題
(尤其在法律、醫學等領域),建議您諮詢相關領域專業人士。
0

收藏到:  

詞條信息

sysadmin
sysadmin
超級管理員
詞條創建者 發短消息   

相關詞條