生產(chǎn)廠家詳解錫膏的主要成分和作用
來源:優(yōu)特爾錫膏 瀏覽: 發(fā)布時間:2025-06-24
錫膏是電子焊接中關(guān)鍵的材料,其性能由各成分協(xié)同決定從成分分類、具體作用及實際應用影響展開詳解:
焊料合金顆粒:焊接連接的核心物質(zhì)
1. 成分構(gòu)成
無鉛體系:
Sn-Ag-Cu(SAC):如SAC305(Sn-3.0Ag-0.5Cu),熔點約217℃,強度高、可靠性好,是主流無鉛焊料。
Sn-Cu(SC):如Sn-0.7Cu,熔點約227℃,成本低但潤濕性稍差,常用于對溫度不敏感的場景。
Sn-Bi系列:如Sn-58Bi,熔點約138℃,屬于低溫焊料,常用于熱敏感元件,但脆性較高。
有鉛體系:
Sn-Pb合金:如Sn63Pb37,熔點約183℃,潤濕性和機械性能優(yōu)異,但因環(huán)保要求逐漸被淘汰。
2. 核心作用
焊接時熔化形成金屬間化合物(IMC),實現(xiàn)元件與PCB的電氣導通和機械固定。
合金成分直接影響熔點、強度、導電性及抗疲勞性:
含Ag的合金可提升焊點強度和導電性;
含Bi的合金降低熔點,但可能增加焊點脆性;
含Cu的合金可改善潤濕性和抗蠕變性能。
助焊劑:輔助焊接的功能載體
助焊劑由多種功能性組分復配而成,是決定錫膏工藝性能的關(guān)鍵。
1. 主要組分及作用
活化劑(Activator):
成分:有機酸(如檸檬酸、己二酸)、有機胺鹽、鹵化物(無鉛錫膏中禁用鹵素,改用有機酸鹽)。
作用:在加熱時分解出活性物質(zhì),清除焊盤和元件引腳上的氧化物(如CuO、SnO?),降低焊料表面張力,促進焊料鋪展(潤濕性)。
影響:活化能力不足會導致虛焊,過度活化可能殘留腐蝕性物質(zhì),需控制活性強度。
樹脂/松香(Resin/Rosin):
成分:天然松香(如松香酸)或合成樹脂(如丙烯酸樹脂)。
作用: 常溫下提供黏性,固定元件位置,防止印刷后移位;
焊接后形成保護膜,隔絕空氣,防止焊點氧化;
作為助焊劑其他成分的載體,調(diào)節(jié)體系穩(wěn)定性。
溶劑(Solvent):
成分:醇類(如乙醇、丙二醇)、醚類(如二乙二醇單丁醚)。
作用:調(diào)節(jié)錫膏黏度,使其在印刷時能通過鋼網(wǎng)形成清晰的焊膏圖形;
溶解樹脂和活化劑,形成均勻膏體,避免成分沉淀。
影響:溶劑揮發(fā)速度影響錫膏的儲存壽命和印刷性,揮發(fā)過快會導致錫膏變干,過慢則可能在焊接時產(chǎn)生氣泡。
觸變劑(Thixotropic Agent):
成分:脂肪酸酰胺、二氧化硅微粉等。
作用:賦予錫膏觸變性——印刷時受剪切力變稀,易于流動;印刷后恢復黏稠,防止圖形塌落(如橋連)或拉絲,確保焊膏形狀精度。
添加劑:優(yōu)化性能的輔助成分
1. 抗氧化劑(Antioxidant)
成分:酚類化合物(如BHT)、有機膦化物。
作用:抑制焊料顆粒在儲存和焊接過程中與氧氣反應,避免焊料氧化導致的潤濕性下降或焊點空洞。
2. 增稠劑(Thickener)
成分:蠟類、聚合物膠體。
作用:調(diào)節(jié)錫膏的基礎黏度,適應不同鋼網(wǎng)厚度和印刷速度(如細間距元件需更低黏度)。
3. 緩蝕劑(Corrosion Inhibitor)
成分:有機胺、唑類化合物(如苯并三氮唑)。
作用:中和活化劑殘留的酸性物質(zhì),減少對PCB焊盤或元件的腐蝕,提升焊點長期可靠性(如抗潮濕、抗鹽霧)。
4. 流變調(diào)節(jié)劑(Rheology Modifier)
作用:改善錫膏在回流焊中的流動性能,減少焊料飛濺或不規(guī)則鋪展。
成分協(xié)同與實際應用影響
案例1:無鉛錫膏的潤濕性挑戰(zhàn)
無鉛焊料(如SAC)表面張力比有鉛焊料高,需通過助焊劑中活化劑的配方優(yōu)化(如提高有機酸濃度)來增強潤濕性,否則易出現(xiàn)焊點不飽滿或開路。
案例2:高溫環(huán)境下的可靠性
含Ag的焊料合金在高溫下抗蠕變性能更好,適合汽車電子等高溫場景;而Sn-Bi低溫焊料在常溫下可能因Bi的脆性導致焊點疲勞失效。
案例3:印刷工藝的匹配性
細間距印刷(如01005元件)要求錫膏黏度更低、觸變性更強,需通過溶劑和觸變劑的配比調(diào)整,避免焊膏塌落造成橋連。
錫膏各成分并非獨立作用,而是通過精密配比實現(xiàn)“印刷成型-焊接連接-長期可靠”的全流程性能平衡。
實際應用中,需根據(jù)元件類型、工藝設備(如回流焊爐)及可靠性要求,選擇適配成分的錫膏,并優(yōu)化焊接參數(shù)(如溫度曲線),以發(fā)揮最佳性能。
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