SMT锡膏综合知识简介讲解课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,SMT,锡膏综合知识简介,Prepared by: Songhua_Zhu,QSMC SMT TRAINING CENTER,锡膏组成,锡膏是一种混合物，主要由下表几种物质组成：,成分,重量,%,作用,焊料,焊锡粉末,8592,元件与,PCB,之连接,助焊剂,松香,28,黏性及去除锡粉氧化物,活性剂,12,去除锡粉氧化物,黏性剂,01,防止坍塌及锡粉氧化,溶剂,17,调整黏性及印刷性,锡粉粒径分类,Powder Type,Type in IPC,Particle size,Remarks,50 Type,2,7545um,20 mils pitch,42 Type,3,4525um,20 mils pitch,32 Type,4,4525um,16 mils pitch,32 Type,5,3015um,12 mils pitch,10 Type,6,155um,Wafer bumping,目前，,SMT,用锡粉主要为,Type3,、,Type4,焊料合金,Sn-Pb,合金体系作为焊接材料的优异性能是其他材料所无法比拟的。但是，随着电子工业无铅时代的来临已被全面取代。目前可用作焊接材料的合金主要有以下几种,:,Sn-Ag-Cu,合金体系，目前的主流合金，以,（,SAC305),最为普遍；,Sn,与,Zn,、,Bi,的两元和三元合金，用于低温焊接。,其他较少应用的合金体系，如：,Sn-Ag-Bi,Sn-Cu-Ni,Sn-Ag-Cu-Ce,等等,助焊剂（,Flux,）组成,Flux,其他添加剂,各厂商不同,活化剂,胺盐酸类或有机酸,黏性剂,蜡类物质,其他添加剂,各厂商不同,树脂材料,松香为主,助焊剂分类,R type,：表示仅采用松香为活化成分的助焊剂，免洗、安全但活性不足，用于精密高价产品。,RMA type,：在松香中添加低活性的活化成份，虽然焊后残留物无腐蚀性与导电性，但湿度过高时可能会水解，因此需要清洗。,RA type,：在松香中添加强效的活化成份，焊性好但残留物腐蚀性强，必须清洗。,OA type,：以有机酸作为活化成份的助焊剂，具有比,RA,型助銲劑更強的活性。,IA type,：以无机酸作为活化成份的助焊剂，活性最强。,WS,：水溶性助焊剂，残留物可用去离子水洗净，可搭配,RMA,松香。,SA,：以合成物质作为活化成分的助焊剂，必须以,CFC,清洗。自,CFC,禁用后，已转变为水洗型助焊剂。,助焊剂分类,助焊剂种类,主要成份,活化物,物质形态,树脂,R,RMA,RA,松香,1,、无活化物,2,、卤素活化,3,、非卤素活化,A.,液态（主要用于波峰焊，维修）,B.,固态（用于锡丝，维修,BGA),C.,膏状,(,用于调整焊锡膏）,人工树脂,有机酸,OA,水溶性,非水溶性,无机酸,IA,酸类,1,、磷酸,2,、其他酸类,盐类,1,、氯化铵盐,2,、非氯化铵盐,碱类,胺盐或胺类,助焊剂的作用,保护焊料在,焊接过程中,不会被二次氧化,降低金属表面张力，增加润湿性,去除焊垫表面的氧化物或有机膜，使焊料和焊垫发生反应生成,IMC,（中间材料化合物）,松香的特性,松香作为助焊剂中的主要成份，是基于其下列特征：,常温下不具活性及反应性；,溶成溶液后黏度低，可去除金属表面污物；,在高温环境下较稳定，受热不分解；,焊接后残留物具有高绝缘性。,温度曲线的制定（无铅）,A:,预热升温速率,23 /sec BC:,过渡区温度,170 10 ,D:,回焊升温速率,24 /sec E:,冷却速率,34/sec,FG:,峰值温度,240 10,T1:,预热时间,80 10 sec T2:,过渡时间,80 10 sec,T3:,液相温度上时间,3050 sec,温度曲线制定说明,1,、,Preheat,与,Soak,：,（,1,）作用：,使助焊剂中的挥发性物质完全挥发；,避免锡膏急速软化；,缓和正式加热时的热冲击,促进助焊剂的活化，以清洁,Pad,。,（,2,）影响：,预热不足（温度、时间），容易引起锡珠、墓碑及灯,芯效应；,预热过度，将引起助焊剂老化和锡粉氧化；,在,Soak,区，若温度上升的过快，温度难以均匀分布，,易引起墓碑和灯芯。,温度曲线制定说明,2,、回焊区,回焊区若温度不足，就无法确保充足的熔融焊料与,PAD,的接触时间，很难获得良好的焊接状态，同时由于熔融焊料内部的助焊剂成份与气体无法排除，因而发生空洞和冷焊。,回焊区,Peak,温度太高或在液相线上停留时间过长，则熔融的焊料可能会被再次氧化而导致焊点可靠性的降低。氮气炉回焊中，二次氧化的危险性有所下降，但是温度过高或停留时间过长，,PCB,与零件将承受更大的热冲击。,3,、冷却区,冷却速度不宜过快也不宜过慢；,由于现在大多采用无铅焊料,(,主要为,SAC305),，冷却速度过快，熔融焊料没有充足的时间凝固，会导致焊点外部凝固，而内部还处于熔融状态，随后整体凝固后会产生大量应力从而导致,Crack,。,冷却速度过慢，会导致,IMC,过度生长，尤其是,Ag3Sn,。另外，因为元件和,PCB,热容量的差异，将引起温度分布不均，焊料冷凝时间的差异会导致元件位置挪移，热膨胀率的差异将是板弯曲。,有铅与无铅温度曲线的主要区别,无铅与有铅的温度曲线之所以不同，主要是由于合金的不同，有铅是锡铅二元合金，而无铅主要是锡银铜三元合金。而且锡铅合金可以组成良好的共熔物。,有铅与无铅温度曲线的主要区别,典型的有铅焊料,SnPb6337,的熔点为,183,，而无铅焊料,SAC305,的熔点则是,217220,，由此产生了回流温度曲线的一些区别：,峰值温度的差异，有铅一般控制在,235,，无铅则需要更高的温度（,25010,）。,冷却速率的差异，有铅焊料因为熔点固定，凝固时不会因为凝固时间 的差异而产生内应力，因此冷却速率可以比较随意，只要能保证,IMC,生长足够就可以了。,无铅焊料因为是三元合金，熔点不固定，另还有其他,IMC,杂质产生，可能会影响焊点可靠性，因此冷却速率不能太快也不能太慢，太快则造成焊点外部凝固而内部不能及时凝固而产生热应力，太慢则可能导致大量,Ag3Sn,的生成，导致焊点脆化。,锡膏检验项目,锡膏坍塌性测试,(Slump test),润湿性测试,(Wettability test),锡球残留测试,(Solder ball test),黏度测试,(,Viscosity,test),锡粉粒径与形状,(Particle size and shape),铜镜测试,(Copper mirror),铬酸银试验,(Silver chromate),黏着力测试,(Tack test),表面绝缘阻抗测试,(SIR),电子迁移测试,(ECM),