無鉛焊錫膏中合金焊料粉的質(zhì)量分數(shù)是多少
來源:優(yōu)特爾錫膏 瀏覽: 發(fā)布時間:2025-06-17
無鉛焊錫膏中合金焊料粉的質(zhì)量分數(shù)通常在88%~92% 之間,剩余8%~12%為助焊劑(包括樹脂、活化劑、觸變劑等成分)。
這一比例范圍是基于焊接工藝的流動性、潤濕性及焊點可靠性綜合設(shè)定的,具體數(shù)值會因合金體系、應用場景及工藝要求而略有差異:
典型質(zhì)量分數(shù)范圍及行業(yè)標準
1. 主流區(qū)間:
根據(jù)JEDEC J-STD-005A等行業(yè)標準,SMT(表面貼裝技術(shù))用無鉛焊錫膏的合金粉質(zhì)量分數(shù)通常為88%~92%,其中:
Sn-Ag-Cu(SAC)系(如SAC305):常見質(zhì)量分數(shù)為90%~92%,高合金含量可保證焊點強度和致密度,適用于精密元件焊接。
Sn-Bi系(低溫焊膏):質(zhì)量分數(shù)約88%~90%,因Bi的密度高于Sn(Bi密度9.8g/cm3,Sn密度7.3g/cm3),同等質(zhì)量下體積占比略低,需通過助焊劑比例調(diào)整流動性。
Sn-Cu系(低成本合金):質(zhì)量分數(shù)多為89%~91%,需搭配活性較強的助焊劑以改善潤濕性。
2. 特殊工藝的調(diào)整:
波峰焊用焊錫膏:為提升流動性,合金粉質(zhì)量分數(shù)可降至87%~89%,助焊劑占比略高,但需控制殘留量以避免腐蝕。
細間距元件(如01005、BGA):為減少塌陷和空洞,合金粉質(zhì)量分數(shù)可提高至91%~92%,并搭配高觸變性助焊劑。
質(zhì)量分數(shù)對焊接性能的影響
1. 合金粉占比過高(>92%):
優(yōu)點:焊點金屬致密度高,強度和導電性更優(yōu),適合高可靠性場景(如汽車電子)。
缺點:焊膏黏度增加,印刷時流動性下降,易出現(xiàn)刮擦不勻或元件移位;助焊劑占比不足時,抗氧化能力減弱,可能導致焊料粉熔融不充分,形成虛焊。
2. 合金粉占比過低(<88%):
優(yōu)點:焊膏流動性好,適合復雜焊盤或大面積鋪銅的填充,助焊劑活性更足,潤濕性提升。
缺點:焊點金屬含量減少,機械強度下降(如抗剪切強度降低10%~15%);助焊劑殘留量增加,可能引發(fā)電化學遷移(尤其在潮濕環(huán)境下),且清洗難度上升。
影響質(zhì)量分數(shù)設(shè)計的核心因素
1. 合金粉粒徑與形態(tài):
細粒徑焊粉(如5號粉:15~25μm):比表面積大,氧化風險高,需適當提高助焊劑占比(如合金粉降至89%),以覆蓋更多顆粒表面,抑制氧化。
球形焊粉:比不規(guī)則粉的堆積密度高,同等質(zhì)量下體積占比更大,可適當提高合金粉質(zhì)量分數(shù)(如91%),而不影響流動性。
2. 助焊劑成分特性:
高活性助焊劑:因含更多活化劑(如有機酸),需控制占比(如≤10%),避免腐蝕焊點,故合金粉質(zhì)量分數(shù)可設(shè)為90%~91%。
無鹵助焊劑:因活化效率略低,可能需增加助焊劑占比至11%~12%,對應合金粉質(zhì)量分數(shù)降至88%~89%,以保證潤濕性。
3. 焊接工藝與設(shè)備:
氮氣回流焊:因氧化環(huán)境改善,助焊劑需求降低,合金粉質(zhì)量分數(shù)可提高至91%~92%,提升焊點致密度。
空氣回流焊:需依賴助焊劑抗氧化,故助焊劑占比需維持10%~12%,合金粉質(zhì)量分數(shù)控制在88%~90%。
不同應用場景的典型配比示例
手機主板SMT SAC305 91%~92% 高精密元件焊接,需高金屬含量保證焊點強度,同時控制助焊劑殘留量
柔性電路板低溫焊接 Sn-58Bi 88%~89% 低溫下助焊劑需更活躍,且Bi合金密度高,降低質(zhì)量分數(shù)以平衡體積流動性
汽車電子電源模塊 SACX0307 90%~91% 兼顧耐高溫老化與機械強度,中等助焊劑占比減少高溫下的分解殘留
消費電子波峰焊 Sn-0.7Cu 87%~89% 提升焊料流動性,適應大面積焊接,同時控制成本(助焊劑比合金粉便宜)
供應商配方差異與驗證建議
1. 配方透明度:
正規(guī)供應商會在技術(shù)數(shù)據(jù)表(TDS)中明確標注合金粉質(zhì)量分數(shù)(如“90±1%”),并提供粒度分布、氧含量等參數(shù),需優(yōu)先選擇可追溯成分的產(chǎn)品。
2. 工藝驗證關(guān)鍵指標:
印刷性:通過SPI(焊膏檢測)評估沉積量均勻性,合金粉占比過高可能導致邊緣塌陷或橋連。
回流后效果:通過AOI/AXI檢測焊點空洞率(目標<5%),若空洞率高,可能需調(diào)整合金粉與助焊劑的比例(如降低合金粉至90%)。
無鉛焊錫膏中合金焊料粉的質(zhì)量分數(shù)核心圍繞“金屬致密度”與“工藝適應性”平衡,88%~92%是兼顧可靠性與工藝性的黃金區(qū)間。
實際選型時,需結(jié)合合金特性、元件精度、焊接環(huán)境等因素微調(diào),并通過小樣測試驗證配比是否匹配具體工藝,避免因比例偏差導致焊接缺陷。
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