焊锡膏的基本知识课件

,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,*,焊锡膏的基本知识,屏蔽来源,请勿作为商业用途,焊锡膏的基本知识屏蔽来源,1,焊锡膏的基本知识课件,2,焊錫膏的基本知識,-关于焊錫膏的介绍,焊錫膏的基本知識-关于焊錫膏的介绍,3,目 录,1.锡膏的主要成分,2.,目前,SMT,使用錫膏簡介,3.锡膏丝印缺陷分析,4.模板(Stencil)材料性能的比较:,5.模板(Stencil)制造技术,6.无铅锡膏熔化温度范围,7.无铅焊接的问题和影响,目 录1.锡膏的主要成分,4,锡膏的主要成分,Solder(又叫锡膏）,经验公式：,三球定律,至少有三个最大直径的锡珠能垂直排在模板的厚度方向上,至少有三个最大直径的锡珠能水平排在模板的最小孔的宽度方向上,单位：,锡珠使用米制（Micron)度量，而模板厚度工业标准是美国的专用,单位Thou.(1m=1*10-3mm,1thou=1*10-3inches,25mm1thou),判断锡膏具有正确粘度的一种经济和实际的方法：,搅拌锡膏30秒，挑起一些高出容器三，四英寸，锡膏自行下滴，,如果开始时象稠的糖浆一样滑落，然后分段断裂落下到容器内,为良好。反之，粘度较差。,锡膏的主要成分Solder(又叫锡膏）,5,锡膏的主要成分：,成 分,焊料合,金粉末,助,焊,剂,主 要 材 料,作 用,Sn/Pb,Sn/Pb/Ag,活化剂,增粘剂,溶 剂,摇溶性,附加剂,SMD与电路的连接,松香，甘油硬脂酸脂,盐酸，联氨，三乙醇酸,金属表面的净化,松香，松香脂，聚丁烯,净化金属表面，与SMD保,持粘性,丙三醇，乙二醇,对焊膏特性的适应性,Castor石腊（腊乳化液）,软膏基剂,防离散，塌边等焊接不良,锡膏的主要成分：成 分焊料合助主 要 材 料作 用 S,6,錫膏的組成,:,合金焊料粉末,粘結劑,(,樹脂,),溶劑,活性劑,添加劑,錫膏的基本成份,錫膏的組成:錫膏的基本成份,7,粉粒分布,(,配,),選擇,:,粉粒等級 綢眼大小 顆粒大小,IPC TYPE2 -200/+325 45-75,微米,IPC TYPE3 -325/+500 25-45,微米,IPC TYPE4 -400/+635 20-38,微米,2,型用於標准的,SMT,間距為,50mil,當間距小到,30mil,時,必,須用,3,型焊膏,3,型用於小間距技術,(30mil-15mil),在間距為,15mil,或更小,時,要用,4,型焊膏,這即是,UFPT(,極小間距技術,),錫膏的基本成份,粉粒分布(配)選擇:錫膏的基本成份,8,:,1.,合金熔點,:,根據焊接溫度不同,可選擇不同溶點的焊錫膏,.,對表面貼裝,來說,焊膏的熔點一般為,179-183,2.,助焊劑活性,:,無活性,(R);,中等活性,(RMA);,活性,(RA);,超活性,(R),3.,焊膏的粘性,:,根據工藝手段的不同來選擇,4.,清洗方式,:,溶劑清洗,水清洗和免清洗,免清洗是當今電子行業發展,的方向,焊膏的分類,:焊膏的分類,9,焊膏的保存,:,焊膏應在,2-10,的低溫下保存,溫度過高或過低都會引起,焊膏變質,;,水洗錫膏保存期為三個月,免洗錫膏的選用,焊膏的保存,焊膏的保存:焊膏的保存,10,焊錫合金,:,1.,電子應用方面超過,90%,的是,:,Sn63/Pb37 Sn62/Pb36/Ag2,或,Sn60/Pb40 2%,的銀合隨,著含銀引腳和基底應用而增加,.,銀合金通常用於錫鉛合金產生弱粘合的場合,.,2.,其它合金,Sn43/Pb43/Bi14,Sn42/Bi58,低溫運用,Sn96/Ag4,Sn95/Sb5,高溫 無鉛 高張力,Sn10/Pb90,Sn10/Pb88/Ag2,Sn5/Pb93.5/Ag1.5,高溫 高張力 低價值,焊錫合金,焊錫合金:焊錫合金,11,焊錫膏的選用,:,1.,焊膏的活性可根據印刷表面清潔程度決定,對免清洗技術,來說一般選用,RMA,級,;,2.,根據不同的涂覆方式選擇不同粘度的焊膏,粘度一般為,100,-300Pa.s,且焊膏與焊盤的粘結力應大於焊膏與絲綢間的,粘結力,;,3.,精細間距印刷時選用球形細粒度焊膏,間距,0.5mm,時,焊膏,顆粒尺寸應在,20-38um,之間,;,4.,良好的可印刷性,;,5.,印刷后塌邊的小且放置時間長,;,6.,雙面焊接時,保証第一面焊膏的溶點比第二面高,30-40,以防止焊第二面時,第一面已焊元件脫落,;,7.,對免清洗藝,要用不含有氯離子或其它強腐蝕性的焊膏,.,焊錫膏的選用,焊錫膏的選用:焊錫膏的選用,12,錫膏的印刷,:,1.,模板的制作,:,a.,模板的組成,b.,網板的刻制,c.,絲網的各部份參數與焊膏印刷的關系,(1),開孔的外形尺寸,(2),網板的厚度,(3),網板開孔的方向,2.,錫膏印刷應注意的幾個問題,:,a.,模板與印制板的對位,b.,根據具體情況調整好以下各項參數,c.,溫度和濕度對錫膏的影響,d.,刮刀速度對印刷焊膏的影響,錫膏的印刷,錫膏的印刷:錫膏的印刷,13,清洗與免洗,:,當殘留物有害時,必須清洗,.,所謂有害是指,:,危害在使用中焊接或電路的可靠性,妨礙隨后的工藝步驟,外,(,美,),觀上不能接受,清洗或不洗取決於目標可靠性、工藝及工藝、以及期望的外觀,清洗原理,:,殘留物與板面之間,是以何種機理作用產生附著作用的,.,若根,本沒有固著作用時,則就很容易加以清洗了,.,助焊劑殘渣、錫球以及膠帶的殘膠等污染物與板面之間的固,著作用有數種機理存在,但清除的途徑必定要使其“附著鍵”先,行減弱,接著才能再加把勁予以除云,.,清洗與免洗,清洗與免洗:清洗與免洗,14,目前SMT使用錫膏(NC-SMQ230)簡介：,目前SMT使用錫膏(NC-SMQ230)簡介：,15,焊锡膏的基本知识课件,16,Squeegee的压力设定：,第一步,：在每50mm的Squeegee长度上施加1kg的压力。,第二步,：减少压力直到锡膏开始留在模板上刮不干净，在增加,1kg的压力,第三步,：在锡膏刮不干净开始到挂班沉入丝孔内挖出锡膏之间,有1-2kg的可接受范围即可达到好的印制效果。,Screen Printer,Squeegee的硬度范围用颜色代号来区分：,very soft,红色,soft,绿色,hard,蓝色,very hard,白色,Squeegee的压力设定：第一步：在每50mm的Squee,17,Stencil(又叫模板）：,Stencil,PCB,Stencil的梯形开口,Screen Printer,PCB,Stencil,Stencil的刀锋形开口,激光切割模板和电铸成行模板,化学蚀刻模板,Stencil(又叫模板）：StencilPCBStenc,18,Screen Printer,模板制造技术,化学蚀刻模板,电铸成行模板,激光切割模板,简 介,优 点,缺 点,在金属箔上涂抗蚀保护剂,用销钉定位感光工具将图,形曝光在金属箔两面，然,后使用双面工艺同时从两,面腐蚀金属箔,通过在一个要形成开孔的,基板上显影刻胶，然后逐,个原子，逐层地在光刻胶,周围电镀出模板,直接从客户的原始Gerber,数据产生，在作必要修改,后传送到激光机，由激光,光束进行切割,成本最低,周转最快,形成刀锋或沙漏形状,纵横比1.5：1,提供完美的工艺定位,没有几何形状的限制,改进锡膏的释放,要涉及一个感光工具,电镀工艺不均匀失去,密封效果,密封块可能会去掉,纵横比1：1,错误减少,消除位置不正机会,激光光束产生金属熔渣,造成孔壁粗糙,纵横比1：1,模板(Stencil)制造技术:,Screen Printer模板制造技术 化学蚀刻模板电铸成,19,Screen Printer,模板(Stencil)材料性能的比较:,性 能,抗拉强度,耐化学性,吸 水 率,网目范围,尺寸稳定性,耐磨性能,弹性及延伸率,连续印次数,破坏点延伸率,油量控制,纤维粗细,价 格,不 锈 钢,尼 龙,聚 脂,材 质,极高,极好,不吸水,30-500,极佳,差(0.1%),2万,40-60%,差,细,高,中等,好,24%,16-400,差,中等,极佳（2%）,4万,20-24%,好,较粗,低,高,好,0.4%,60-390,中等,中等,佳（2%）,4万,10-14%,好,粗,中,极佳,Screen Printer模板(Stencil)材料性能的,20,锡膏丝印缺陷分析:,问题及原因 对 策,搭锡BRIDGING 锡粉量少、粘度低、粒度大、室温度、印膏太厚、放置压力太大等。（通常当两焊垫之间有少许印膏搭连，于高温熔焊时常会被各垫上的主锡体所拉回去，一旦无法拉回，将造成短路或锡球，对细密间距都很危险）。,提高锡膏中金属成份比例（提高到88%以上）。,增加锡膏的粘度（70万 CPS以上,）,减小锡粉的粒度（例如由200目降到300目）,降低环境的温度（降至27,O,C以下）,降低所印锡膏的厚度（降至架空高度SNAP-OFF，减低刮刀压力及速度）,加强印膏的精准度。,调整印膏的各种施工参数。,减轻零件放置所施加的压力。,调整预热及熔焊的温度曲线。,锡膏丝印缺陷分析:问题及原因,21,问题及原因 对 策,2.发生皮层 CURSTING 由于锡膏助焊剂中的活化剂太强,环境温度太高及铅量太多时,会造成粒子外层上的氧化层被剥落所致.,3.膏量太多 EXCESSIVE PASTE 原因与“搭桥”相似.,避免将锡膏暴露于湿气中.,降低锡膏中的助焊剂的活性.,降低金属中的铅含量.,减少所印之锡膏厚度,提升印着的精准度.,调整锡膏印刷的参数.,锡膏丝印缺陷分析:,问题及原因 对,22,锡膏丝印缺陷分析:,问题及原因 对 策,4.膏量不足 INSUFFICIENT PASTE 常在钢板印刷时发生,可能是网布的丝径太粗,板膜太薄等原因.,5.粘着力不足 POOR TACK RETENTION 环境温度高风速大,造成锡膏中溶剂逸失太多,以及锡粉粒度太大的问题.,增加印膏厚度,如改变网布或板膜等.,提升印着的精准度.,调整锡膏印刷的参数.,消除溶剂逸失的条件(如降低室温、减少吹风等,）。,降低金属含量的百分比。,降低锡膏粘度。,降低锡膏粒度。,调整锡膏粒度的分配。,锡膏丝印缺陷分析:问题及原因,23,锡膏丝印缺陷分析:,问题及原因 对 策,6.坍塌 SLUMPING 原因与“搭桥”相似。,7.模糊 SMEARING 形成的原因与搭桥或坍塌 很类似，但印刷施工不善的原因居多，如压力太大、架空高度不足等。,增加锡膏中的金属含量百分比。,增加锡膏粘度。,降低锡膏粒度。,降低环境温度。,减少印膏的厚度。,减轻零件放置所施加的压力。,增加金属含量百分比。,增加锡膏粘度。,调整环境温度。,调整锡膏印刷的参数。,锡膏丝印缺陷分析:问题及原因,24,在SMT中使用无铅焊料：,在前几个世纪，人们逐渐从,医学和化学上认识到了铅（PB）,的毒性。而被限制使用。现在电,子装配业面临同样的问题，人们,关心的是：焊料合金中的铅是否,真正的威胁到人们的健康以及环,境的安全。答案不明确，但无铅,焊料已经在使用。欧洲委员会初,步计划在2004年或2008年强制执行。目前尚待批准，但是电子装配业还是,要为将来的变化作准备。,在SMT中使用无铅焊料：在前几个世纪，人们逐渐从步,25,无铅锡膏熔化温度范围：,无铅焊锡化学成份,48Sn/52In,42Sn/58Bi,91Sn/9Zn,93.5Sn/3Sb/2Bi/1.5Cu,95.5Sn/3.5Ag/1Zn,93.3Sn/3.1Ag/3.1Bi/0.5Cu,99.3Sn/0.7Cu,95Sn/5Sb,65Sn/25Ag/10Sb,96.5Sn/3.5Ag,熔点范围,118C 共熔,138C 共熔,199C 共熔,218C 共熔,218221C,209 212C,227C,232240C,233C,221C 共熔,说 明,低熔点、昂贵、强度低,已制定、Bi的可利用关注,渣多、潜在腐蚀性,高强度、很好