無(wú)鉛錫膏是電子焊接領(lǐng)域中替代傳統(tǒng)含鉛焊料的環(huán)保型材料，主要用于表面貼裝技術(shù)（SMT）中芯片、元器件與印刷電路板（PCB）的焊接。

其制造和使用需兼顧材料性能、環(huán)保要求及工藝適配性，以下是核心內(nèi)容概述：

無(wú)鉛錫膏的核心成分與制造工藝

 1. 關(guān)鍵組成成分

 無(wú)鉛錫膏由 焊料合金粉末、助焊劑（焊劑） 和 功能性添加劑 按一定比例混合而成：

  焊料合金粉末（占比約85%-92%）

主流體系：Sn-Ag-Cu（SAC）合金，典型成分為 Sn-3.0Ag-0.5Cu（SAC305），熔點(diǎn)約217℃，兼顧潤(rùn)濕性、強(qiáng)度與成本；

 其他體系：Sn-Cu（SC，如Sn-0.7Cu，熔點(diǎn)227℃，成本低但潤(rùn)濕性較差）、Sn-Ag-Cu-Ni（SACN，改善高溫性能）等，需根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景（如消費(fèi)電子、汽車電子）選擇。

要求：粉末粒徑均勻（常用粒徑：25-45μm，對(duì)應(yīng)4號(hào)粉；15-25μm，對(duì)應(yīng)5號(hào)粉，適用于細(xì)間距元件），球形度高，表面無(wú)氧化。

 助焊劑（占比約8%-15%）

作用：去除金屬表面氧化膜、促進(jìn)焊料潤(rùn)濕、保護(hù)焊接界面免氧化（原理同傳統(tǒng)助焊劑，見前序回答）。

 成分：

活性劑：有機(jī)酸（如己二酸、癸二酸），中和氧化物；

樹脂：松香或合成樹脂，提供黏性和保護(hù)涂層；

觸變劑：調(diào)節(jié)錫膏的黏度和觸變性，防止印刷時(shí)塌陷或拉絲；

溶劑：乙醇、丙二醇等，控制錫膏流動(dòng)性。

 添加劑

抗氧化劑：抑制焊料粉末氧化（如酚類化合物）；

黏度調(diào)節(jié)劑：優(yōu)化印刷和貼片時(shí)的工藝性能；

 導(dǎo)電/導(dǎo)熱填料（少數(shù)場(chǎng)景）：改善焊點(diǎn)電氣或散熱性能。

合金制備：按配比熔煉Sn、Ag、Cu等金屬，鑄造為合金錠，通過(guò)霧化法（氣霧化或水霧化）破碎成微米級(jí)粉末，篩分后得到目標(biāo)粒徑的焊粉。

助焊劑配制：按配方混合活性劑、樹脂、溶劑等，加熱攪拌至均勻液態(tài)。

混合與攪拌：將焊粉與助焊劑按比例加入攪拌機(jī)，在真空或惰性氣體環(huán)境下低速攪拌（避免卷入空氣產(chǎn)生氣泡），形成均勻膏狀物質(zhì)。

 檢測(cè)與包裝：檢測(cè)黏度、觸變性、合金成分、潤(rùn)濕性等指標(biāo)，合格后分裝至密封罐，充氮?dú)饣蛘婵瞻b，防止吸濕和氧化。

 無(wú)鉛錫膏的使用場(chǎng)景與關(guān)鍵工藝

 主要應(yīng)用場(chǎng)景

  表面貼裝焊接（SMT）：通過(guò)印刷、貼片、回流焊工藝，實(shí)現(xiàn)電阻、電容、IC芯片等表面貼裝元件（SMD）與PCB焊盤的連接，是消費(fèi)電子（手機(jī)、電腦）、汽車電子、工業(yè)控制板的核心工藝。

手工焊接：少量用于精密元件或維修場(chǎng)景，需配合烙鐵使用（需注意烙鐵溫度匹配無(wú)鉛焊料熔點(diǎn)）。

 使用前準(zhǔn)備

 儲(chǔ)存條件：低溫（2-10℃）避光儲(chǔ)存，保質(zhì)期通常6-12個(gè)月（開封后建議24小時(shí)內(nèi)用完，未用完需密封放回冰箱）。

解凍與攪拌：

從冰箱取出后，室溫放置2-4小時(shí)解凍（避免冷凝水混入錫膏）；

手工或機(jī)械攪拌3-5分鐘，恢復(fù)均勻黏度（攪拌后若出現(xiàn)塌陷，需檢查觸變性是否合格）。

 核心工藝步驟

 （1）錫膏印刷

 設(shè)備：全自動(dòng)印刷機(jī)（搭配鋼網(wǎng)/模板），少數(shù)場(chǎng)景用半自動(dòng)或手工印刷。

關(guān)鍵參數(shù)：

鋼網(wǎng)厚度：根據(jù)元件焊盤尺寸調(diào)整（如0.1-0.15mm，細(xì)間距QFP/BGA需更薄）；

刮刀速度：30-60mm/s，壓力：5-10kg（速度過(guò)快/壓力過(guò)低易導(dǎo)致錫膏量不足，反之易塌陷、橋接）；

脫模間距：控制錫膏從鋼網(wǎng)轉(zhuǎn)移到PCB焊盤的完整性，避免“拉尖”或漏印。

目標(biāo)：錫膏在焊盤上沉積量均勻，邊緣整齊，無(wú)連錫、缺料。

 （2）元件貼裝

 貼片機(jī)將SMD元件精準(zhǔn)放置在錫膏表面，利用錫膏的黏性固定元件（貼裝精度需匹配焊盤間距，如0201元件需微米級(jí)定位）。

 （3）回流焊（核心工藝）

 溫度曲線分區(qū)（以SAC305為例，總時(shí)長(zhǎng)約3-5分鐘）：

預(yù)熱區(qū)（100-150℃，升溫速率1-2℃/s）：溶劑揮發(fā)，助焊劑開始活化，清除元件/PCB焊盤表面氧化膜；

 保溫區(qū)（150-180℃，維持60-90秒）：助焊劑充分反應(yīng)，焊料粉末表面氧化層徹底去除，元件與PCB溫度均勻化；

回流區(qū)（峰值溫度230-250℃，高于熔點(diǎn)15-30℃，維持30-60秒）：焊料熔化，在助焊劑輔助下潤(rùn)濕焊盤和元件引腳，形成金屬間化合物（如Cu6Sn5、Ag3Sn）；

 冷卻區(qū)（降溫速率2-4℃/s）：焊料凝固，焊點(diǎn)成型，助焊劑殘留形成保護(hù)涂層。

 注意點(diǎn)：無(wú)鉛錫膏熔點(diǎn)高于傳統(tǒng)含鉛焊料（如Sn-Pb共晶熔點(diǎn)183℃），需確保設(shè)備（回流焊爐）溫控精度達(dá)標(biāo)，避免元件因高溫受損（尤其是塑料封裝元件、PCB基板）。

 使用后處理

 清洗（可選）：若助焊劑殘留可能影響絕緣性（如高可靠性場(chǎng)景），需用酒精、水基清洗劑或等離子清洗去除殘留；

檢測(cè)：通過(guò)AOI（自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)）、X-Ray（檢測(cè)BGA等隱藏焊點(diǎn)）檢查焊點(diǎn)缺陷（如虛焊、橋接、錫珠、少錫）。

 無(wú)鉛錫膏的優(yōu)勢(shì)與挑戰(zhàn)

 核心優(yōu)勢(shì) 環(huán)保合規(guī)：不含鉛（Pb）、汞（Hg）等有害物質(zhì)，符合RoHS、WEEE等國(guó)際環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，減少電子廢棄物對(duì)環(huán)境的污染。

性能優(yōu)化：部分無(wú)鉛合金（如SAC305）的機(jī)械強(qiáng)度、抗熱疲勞性優(yōu)于傳統(tǒng)Sn-Pb焊料，適合高溫環(huán)境（如汽車電子、工業(yè)設(shè)備）。

 主要挑戰(zhàn)

 工藝門檻高：

熔點(diǎn)高導(dǎo)致回流焊能耗增加，設(shè)備需升級(jí)（如氮?dú)饣亓骱父纳茲?rùn)濕性）；

潤(rùn)濕性略差于含鉛焊料，需優(yōu)化助焊劑配方或焊盤表面處理（如OSP、沉金）。

 成本較高：銀（Ag）等貴金屬的加入使材料成本高于Sn-Pb錫膏（約2-3倍）。

 兼容性問(wèn)題：舊設(shè)備（如早期回流焊爐）可能無(wú)法滿足溫度要求，元件引腳鍍層（如純錫鍍層）可能因高溫產(chǎn)生“錫須”，影響可靠性。

 常見缺陷與應(yīng)對(duì)措施

 缺陷類型 可能原因 解決方法 

虛焊/不潤(rùn)濕 焊盤氧化、助焊劑活性不足、溫度曲線不當(dāng) 清潔焊盤、更換助焊劑配方、優(yōu)化回流溫度 

橋接（焊盤短路） 錫膏量過(guò)多、鋼網(wǎng)開孔過(guò)大、回流升溫過(guò)快 調(diào)整印刷參數(shù)（減少刮刀壓力/速度）、優(yōu)化鋼網(wǎng)設(shè)計(jì)、放緩預(yù)熱速率 

錫珠（焊料飛濺） 錫膏受潮、預(yù)熱階段溶劑揮發(fā)過(guò)快 確保儲(chǔ)存/解凍環(huán)境干燥，延長(zhǎng)預(yù)熱時(shí)間 

塌陷（錫膏變形） 觸變性差、印刷后靜置時(shí)間過(guò)長(zhǎng) 調(diào)整助焊劑觸變劑比例，縮短貼裝前等待時(shí)間 

 無(wú)鉛錫膏是電子制造綠色化的核心材料，其制造需精準(zhǔn)控制合金成分、粉末粒徑與助焊劑配方，使用中需匹配印刷、回流焊等工藝參數(shù)，平衡環(huán)保、性能與成本。

隨著新能源、汽車電子等領(lǐng)域?qū)Ω呖煽啃院附拥男枨笤鲩L(zhǎng)，無(wú)鉛錫膏的技術(shù)也在持續(xù)迭代（如低熔點(diǎn)無(wú)鉛合金、免清洗助焊劑），未來(lái)將進(jìn)一步向高效、低耗、智能化方向發(fā)展。