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            技术资料7 常用合金焊锡粉选用及技术参数

            常用合金焊锡粉选用及技术参数

             

                      印刷锡膏是SMT生产中的第一道工序 ,也是最关键的一道工序。据有关资料,一般返工的印刷电路板( PCB )有60%是由于焊锡膏印刷质量差造成的。焊锡膏是由焊锡粉和助焊剂按一定比例配制而成的(其中w(焊锡粉)85%~90%) ,因此焊膏的印刷性、粘度、粉末氧化、塌边(坍塌)性及搅溶性主要取决于焊粉的性质。

             1 焊锡粉的品质要求

                   为提高焊膏印刷的均匀性和分辨率 ,通常要求焊锡粉颗粒尺寸均匀 ,粒度分布范围小 (其最大尺寸与最小尺寸的粒子数不应超过10% ) ,球形度较高(粉末长宽比不超过1.5∶1),氧含量低,抗氧化性能好。

            1.1 焊锡粉颗粒的直径及粒度分布

                   焊锡膏中 焊锡粉粒径大小的选用主要由SMD产品的尺寸和组件引脚共同决定的,其直径通常为模板开口尺寸的1/5。按焊粉颗粒大小及使用范围将其分为Type 1粉、Type 2粉、Type 3粉和Type 4粉,其中Type 4粉为当前的主流产品。随着电子产业的迅速发展,线路板上的电子器件的组装密度越来越高,焊粉颗粒直径向小于25μm微型化的方向发展,如Type 4粉、Type 5粉、Type 6粉。常见焊锡粉直径及使用范围见表:

                      表1焊锡粉直径及使用范围

            型号

            网目代号

            直径
            D/μm

            通用间距

            B/mm

            2

            - 200~ + 300

            45~75

            ≥0.65

            2.5

            - 230~ + 500

            25~63

            ≥0.5

            3

            - 325~ + 500

            25~45

            ≥0.4

            4

            - 400~ + 500

            25~38

            ≥0.4

            5

            - 400~ + 635

            15~25

            ≥0.3

            6

            N.A

            5~15

            ≥0.2

            7

            N.A

            2~11

            ≥0.1

            8

            N.A

            2-7

            ≥0.1

                               

                               

                                       表2焊锡粉粒度分布要求

             

            焊锡粉型号

                 w (焊锡粉 ) /%

            0

            <1< span="">

             <80 span="">

            <10< span="">

            1

            > 160μm

            > 150μm

            75μm~150μm

            <20μm< span="">

            2

            > 80μm

            > 75μm

            75μm~45μm

            <20μm< span="">

            3

            > 50μm

            > 45μm

            45μm~25μm

            <20μm< span="">

            4

            > 40μm

            > 38μm

            38μm~25μm ( > 90% )

            <20μm< span="">

            5

            > 30μm

             > 25 μm

            25 μm~15μm( > 90% )

             < 15μm

            6

            > 20μm

            > 15 μm

            1 5 μm~5μm( > 90% )

             <5μm< span="">

              

             1.2 焊锡粉形貌

            目前,焊锡粉按其形貌有球形和非球形两种。球形粉流动性好 ,比表面积小,含氧量低 ,在相同的质量分数及相同颗粒尺寸范围下制成焊膏粘度总体低于非球形粉,使用时不会阻塞喷注针孔,盲印或丝网漏印时不会遮住焊接空间,因而被用户广泛采用。焊锡粉形貌对焊膏性能的影响见表3。

                                表3焊锡粉形貌对焊膏性能的影响

             

            球形

            无定形

            粘度

            搅溶性

            丝网堵塞性

            粉末氧化性

            塌边性

            球焊成型性

            因塌边性引起形成焊球可能性大

            粉末粒度不均匀,因氧化而影起的可能性大

            印刷性

            较细 ,可用于塞网印刷

            较粗,用于筛网和金属网印刷

            撒布器用

             适宜

            稍不适

            1.3 焊锡粉的成分

                   传统软钎焊焊膏用合金成分一般为Sn-Pb合金。为适应环境保护的要求,从可焊性、抗氧化性、成本、毒性、废弃物回收及资源方面考虑,近年来研究最适合作Sn-Pb焊料替代的主要有Sn-Ag、Sn-Cu、Sn-Ag-Cu三类合金系列,其中再流焊应用的主要是Sn-Ag、Sn-Ag- Cu两类。

                       常用的几种无铅焊合金与Sn-Pb性能比较见表4。   

            性能比较

            Sn-Bi

            Sn-Cu

            SnAg

            Sn-Ag-Cu

            Sn-Pb

            合金特性

            成分构成
            w /%

            Bi:2~4

            Cu: 0.7

            Ag: 3.5

            Ag: 3.5

            Cu: 0.7

            Pb: 37

            熔点θ /℃

            213~227
            良好

            227
            软佳

            216~221
            良好

            217~218
            良好

            183
            优良

            安全性能

            润湿性

            优良

            欠佳

            良好

            良好

            优良

            焊料温度θ/℃

            235~250

            245~260

            245~255

            245~255

            235~250

            连接强度

            欠佳

            良好

            优良

            优良

            优良

            生产成本

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