PCBA加工中几种常见的焊锡膏

2020-05-19 12:01:49 568

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1.松香型焊锡膏:

自焊锡膏问世以来,松香一直是其中糊状焊剂的主要成分,即使是免清洗锡膏,助焊剂中也使用松香,这是因为松香有很多的优点。松香具有优良的助焊性,并且焊接后松香的残留物成膜性好,对焊点具有保护作用,有时即使不清洗,也不会出现腐蚀现象。特别是松香具有增黏作用,焊锡膏印刷能黏附片式元器件,不易产生移位现象,此外松香易与其他成分相混合,可起到调节黏度的作用,从而使锡膏中的金属粉末不易沉淀和分层。更多的品牌锡膏使用改性松香,如KoKi锡膏中松香的颜色很浅,焊点光亮,近于无色。


2.水溶性焊锡膏:

由于松香型焊锡膏在使用后有时需要用清洗剂清洗,以去除松香残留物,传统的清洗剂是氟利昂(CFC-113),随着环保意识的提高,人们发现氟氯烃类物质有破坏大气臭氧层的危害,已受到蒙特利尔公约的限时禁用,水溶性焊锡膏正是适应环保的需要而研制的焊锡膏新品种。

水溶性焊锡膏在组成结构上同松香型焊锡膏完全类似,其成分包括SnPb粉末和糊状焊剂。但在糊状焊剂中却以其他的有机物取代了松香,在焊接后可以直接用50℃~60℃的纯净水进行冲洗,以去除焊后的残留物。


3.免清洗低残留物焊锡膏:

免清洗低残留物焊锡膏也是适应环保需要而开发出的焊锡膏,顾名思义,它在焊接后不再需要清洗。其实它在焊接后仍具有一定量的残留物,且残留物主要集中在焊点区,有时仍会影响到测试针床的检测。

免清洗低残留物焊锡膏的特点有两个,一是活性剂不再使用卤素;二是减少了松香用量,增加其他有机物质用量。实践表明松香用量的减少是相当有限的,这是因为一旦松香用量低到一定程度,必然导致助焊剂活性的降低,而对于防止焊接区二次氧化的作用也会降低。

因此要想达到免清洗的目的,通常要求在使用免清洗低残留物焊锡膏时,采用氮气保护再流焊。采用氮气保护焊接可以有效增强焊锡膏的润湿作用,防止焊接区的二次氧化。

通常在使用免清洗低残留物焊锡膏时应对它的性能进行全面、严格的测试,确保焊接后对印制板组件的电气性能不会带来负面影响。但在用于高等级的电子产品中即使采用免清洗锡膏,通常还是应该清洗,以真正保证产品的可靠性。


4.无铅焊锡膏:

无铅焊锡膏同锡铅锡膏相比,不仅合金成分发生了变化,而且糊状焊剂成分也发生了变化。

  • 无铅合金粉

    理论上,已研发成功的无铅合金都可以制成无铅合金粉并配制成无铅锡膏,但真正已商品化的无铅合金仅为 SnAgCu系以及Sn-0.7Cu改性。目前人们又首选低Ag含量或用稀有元素改性的 SnAgCu以及Sn-0.7Cu无铅合金,例如,Sn-3.0Ag-0.5c、Sn-3.0Ag-0.5Cu-1.0In、Sn-3.0Ag-.5Cu-0.5Co、Sn(0.5-1.0)Ag-0.5C+X、Sn-0.7Cu(Ni)Ge等。选低Ag含量的无铅合金不仅可以降低成本,而且可以提高合金的韧性及综合性能,近年来越来越多使用稀有元素改性的Sn-0.7Cu无铅锡膏。

    无铅合金粉无论是何品种,但常用的仍是3号粉以及4号粉,合金粉的形状仍为球形,氧含量控制在100×10-6以下。

  • 糊状焊剂成分

    无铅锡膏的糊状焊剂成分没有变化,即糊状焊剂中仍含有松香或其他的树脂、触变剂、活性剂、溶剂、助印剂、抗氧剂,但上述成分的品种发生了改变,这是因为无铅锡膏的再流焊温度要比有铅锡膏的再流焊温度高出近30℃。以 SnAgCu为例,峰值温度要高245℃~255℃,原有的成分(如松香、溶剂、活性剂)都不适应如此高温,否则会出现松香变黄甚至碳化、活性剂过早分解失效的现象,因此要改用耐高温的松香以及沸点更高溶剂。一方面由于无铅合金可焊性差,扩展性低,应提高焊剂中活性剂的性能和用量,但又由于无铅合金中锡含量由原来的63%提高到96%以上,导致无铅合金粉的活性提高,如果焊剂中的活性剂性能太强意味着配制成锡膏后的存放寿命缩短,因此,焊剂中的活性剂应重新调整。另一个要考虑的问题是,铅是一种自润滑性好且密度高的金属,无铅合金中没有铅的存在,锡膏的自润滑性变差了,密度变轻了,这些都影响到无铅锡膏的印刷性,因此,焊剂中的助印剂要更换或提高用量。由于上述性能的改变给无铅锡膏的配方带来很大的挑战,事实上,早期的无铅锡膏均存在上述的问题,如印刷时会发生堵孔现象、黏刮刀、焊接后飞珠多、焊盘润湿不到位等缺陷,因此我们在挑选无铅锡膏时要认真评估。

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