無鉛錫膏廠家詳解影響錫膏活性的因素有哪些
來源:優(yōu)特爾錫膏 瀏覽: 發(fā)布時間:2025-06-04
錫膏的活性直接影響焊接過程中氧化膜的去除能力、焊料的潤濕鋪展效果及焊點可靠性。
無鉛錫膏廠家需從材料配方、工藝條件、儲存環(huán)境等多維度解析影響因素,
助焊劑(Flux)成分的核心影響;
1. 活性劑(Activator)的種類與濃度
有機酸類:
小分子酸(如甲酸、乙酸):活性強但易揮發(fā),適合低溫預(yù)熱階段(80-120℃)快速破除氧化膜,但高溫下易分解失效,殘留腐蝕性較高。
大分子有機酸(如己二酸、癸二酸):分解溫度較高(150-200℃),活性持續(xù)至回流階段,殘留較少,常用于免洗錫膏(ROL0等級)。
典型配比:活性劑占助焊劑總量5%-15%,免洗型通?!?%,中活性型(RMA)可達(dá)12%。
有機胺/銨鹽:如二乙醇胺(DEA)、三乙醇胺(TEA),通過中和有機酸降低腐蝕性,同時提供一定活性,常用于水溶性助焊劑(ORH等級)。
鹵化物含Cl?、Br?的活性劑(如胺氫鹵酸鹽)活性最強,但因腐蝕風(fēng)險被RoHS限制,僅用于特殊軍工場景(需嚴(yán)格清洗)。
2. 溶劑(Solvent)的揮發(fā)特性
高沸點溶劑(如二元醇醚,沸點>200℃):
維持助焊劑液態(tài)至回流階段,避免過早干燥失活,適合慢升溫曲線(預(yù)熱斜率≤1.5℃/s)。
低沸點溶劑(如乙醇,沸點78℃):
快速揮發(fā)使錫膏觸變固化,適合高速印刷,但可能導(dǎo)致預(yù)熱階段活性劑未充分?jǐn)U散即失效。
溶劑平衡:需控制揮發(fā)速率與預(yù)熱速率匹配,理想狀態(tài)為回流前溶劑殘留30%-50%以保持活性。
3. 觸變劑(Thixotropic Agent)與表面活性劑
觸變劑(如氫化蓖麻油)含量過高(>5%)會阻礙活性劑遷移至焊盤界面,降低有效活性;
表面活性劑(如聚乙二醇)通過降低界面張力提升潤濕性,但過量會形成隔離膜,抑制焊料擴散。
合金粉末特性的間接作用;
顆粒尺寸與氧化程度
粒徑越小(如Type 6,15-25μm),比表面積越大(>1.5m2/g),氧化層總量增加(SnO?厚度>5nm),需更高活性助焊劑(活性劑濃度+20%-30%);
表面氧化度:錫粉氧含量>2000ppm時,常規(guī)活性助焊劑難以完全破除氧化膜,需采用含氟化物的強活性配方(如添加0.5%氟化胺)。
合金成分的影響
含Bi合金(如SnBi系):Bi易氧化且潤濕性差,需專用活性劑(如異辛酸+有機磺酸復(fù)配)提升界面反應(yīng)效率。
工藝參數(shù)與環(huán)境條件;
1. 回流焊溫度曲線
預(yù)熱階段:
溫度不足(<100℃):活性劑未分解活化(如有機酸需>120℃解離),氧化膜去除不徹底;
溫度過高(>180℃):溶劑提前揮發(fā),活性劑因干結(jié)失去流動性,導(dǎo)致局部活性不足。
回流峰值溫度:
低于合金液相線(如SAC305<217℃):焊料未熔融,活性劑無法通過機械攪拌輔助破膜;
過高(>250℃):活性劑碳化失效(碳化溫度≈230℃),殘留形成絕緣層。
2. 焊接氣氛
空氣環(huán)境:氧含量>20%,需高活性助焊劑(RMA等級)持續(xù)還原新生氧化物;
氮氣環(huán)境(氧含量<50ppm):氧化速率降低,可使用低活性免洗焊膏(ROL0),活性劑用量減少30%-50%。
3. 印刷與儲存條件
鋼網(wǎng)開口設(shè)計:開孔面積過?。ǎ?.1mm2)導(dǎo)致錫膏量不足,活性劑絕對量不足以覆蓋焊盤,需提高錫膏中活性劑濃度或增大開孔;
儲存時效:錫膏在0-10℃冷藏超過6個月,助焊劑中活性劑可能因緩慢水解失效(pH值下降>1.5個單位),需通過活化能測試(DSC檢測峰值溫度偏移>10℃時報廢)。
基板與元件表面狀態(tài);
焊盤鍍層材質(zhì) OSP(有機焊盤保護(hù)劑):需活性劑中含胺類化合物溶解保護(hù)膜,若OSP厚度>2μm,需延長預(yù)熱時間至90秒以上;
ENIG(化學(xué)鎳金):鎳層氧化后(NiO厚度>2nm)需含氟硼酸活性劑(如0.3% HBF4)促進(jìn)鎳磷層腐蝕。
元件引腳污染 引腳表面殘留脫模劑(如硅氧烷)或焊劑殘渣,需助焊劑中添加強極性溶劑(如二甲基亞砜,DMSO)破除污染層,建議焊接前用等離子清洗預(yù)處理。
配方設(shè)計:
針對高氧化基板(如鍍鎳層),采用“有機酸+鹵代烴”復(fù)合活化體系(如癸二酸+三氟溴甲烷),提升對NiO的還原能力;
免洗錫膏中添加微膠囊化活性劑(芯材為己二酸,壁材為乙基纖維素),通過溫度觸發(fā)釋放,減少常溫下的腐蝕風(fēng)險。
智能監(jiān)控:安裝在線激光氧含量傳感器,實時調(diào)整助焊劑噴射量,當(dāng)氧含量>100ppm時自動增加5%活性劑噴涂量。
錫膏活性是材料化學(xué)特性與工藝物理條件耦合的結(jié)果,需從“助焊劑配方精準(zhǔn)設(shè)計→合金粉末潔凈控制→工藝參數(shù)動態(tài)匹配”構(gòu)建全鏈條管控體系。
廠家可通過DFMEA(設(shè)計失效模式分析)識別關(guān)鍵影響因子,例如針對LED軟燈條的柔性基板場景,優(yōu)先選擇含咪唑類活性劑的中活性錫膏(如ROL1等級),并搭配氮氣回流(氧含量<100ppm),以平衡活性需求與殘留控制。