錫膏的等級(jí)劃分與配制工藝:從標(biāo)準(zhǔn)到實(shí)踐
來源:優(yōu)特爾錫膏 瀏覽: 發(fā)布時(shí)間:2025-06-24
錫膏的等級(jí)劃分:多維度分類標(biāo)準(zhǔn)
錫膏的等級(jí)通常根據(jù)助焊劑活性、合金熔點(diǎn)、應(yīng)用場(chǎng)景及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)劃分,以下是核心分類體系:
1. 按助焊劑活性等級(jí)(J-STD-004標(biāo)準(zhǔn))
助焊劑的活性直接影響去氧化能力與殘留腐蝕性,是錫膏最重要的性能指標(biāo)之一:
R級(jí)(Residue,弱活性)
成分:純松香或低活性樹脂,不含鹵化物活性劑;
特點(diǎn):焊接后殘留少、無腐蝕,無需清洗,但去氧化能力弱;
適用場(chǎng)景:高可靠性、免清洗場(chǎng)景(如航天、醫(yī)療設(shè)備),或焊盤氧化程度低的精密元件。
RMA級(jí)(Residue Mildly Activated,中等活性)
成分:松香+少量有機(jī)胺/有機(jī)酸活性劑(如檸檬酸);
特點(diǎn):活性適中,去氧化能力較好,殘留略多于R級(jí),多數(shù)免洗;
適用場(chǎng)景:消費(fèi)電子(手機(jī)、電腦主板)、汽車電子等主流SMT貼片工藝。
RA級(jí)(Residue Activated,強(qiáng)活性)
成分:松香+鹵化物(如氯化物、溴化物)或強(qiáng)有機(jī)酸活性劑;
特點(diǎn):去氧化能力強(qiáng),適合高難度焊接(如氧化嚴(yán)重的焊盤),但殘留腐蝕性高,需強(qiáng)制清洗;
適用場(chǎng)景:手工維修、老舊元件焊接,或?qū)更c(diǎn)強(qiáng)度要求極高的場(chǎng)景(如功率器件)。
2. 按合金熔點(diǎn)等級(jí)(工業(yè)通用分類)
高溫錫膏(High-Temperature)
熔點(diǎn):≥220℃(如SAC405:Sn-4Ag-0.5Cu,熔點(diǎn)217~220℃);
用途:多層PCB的底層焊接(需二次回流時(shí),底層熔點(diǎn)高于頂層)、耐高溫元件(如汽車引擎控制模塊)。
中溫錫膏(Mid-Temperature)
熔點(diǎn):180~220℃(如Sn-3.0Ag-0.5Cu,SAC305,熔點(diǎn)217℃);
用途:主流SMT貼片工藝,適配多數(shù)無鉛焊接需求。
低溫錫膏(Low-Temperature)
熔點(diǎn):≤170℃(如Sn-58Bi,熔點(diǎn)138℃;Sn-Bi-Ag系,熔點(diǎn)172℃);
用途:熱敏元件(LCD屏幕、傳感器)、柔性電路板(FPC)、多層板頂層焊接(避免底層焊點(diǎn)二次熔融)。
3. 按應(yīng)用工藝等級(jí)
SMT貼片級(jí)錫膏
特性:高觸變性、細(xì)粉末粒徑(20~45μm),適配01005元件至BGA/CSP精密焊接;
等級(jí)要求:印刷精度高、塌陷率低、回流后空洞率<5%。
手工焊接級(jí)錫膏
特性:觸變性適中、活性略強(qiáng),常以針管包裝(10cc/30cc);
等級(jí)要求:適合0.5mm以上間距元件,對(duì)印刷精度要求低,但流動(dòng)性需便于手動(dòng)點(diǎn)涂。
特殊工藝級(jí)錫膏
如倒裝焊(Flip Chip)錫膏(粒徑<20μm)、埋置元件錫膏(高填充率),需符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(如IPC-J-STD-005)。
錫膏的配制工藝:從原料到成品的核心步驟
錫膏的性能由合金粉末特性與助焊劑配方共同決定,配制過程需嚴(yán)格控制成分比例與工藝參數(shù)。
1. 核心原料選擇與配比
合金粉末(85%~92%)
粒徑:SMT級(jí)通常為20~45μm(4號(hào)粉),精密元件用15~38μm(5號(hào)粉);
形狀:球形粉末(流動(dòng)性好、印刷精度高)優(yōu)于不規(guī)則粉末(成本低,適用于手工焊);
純度:無鉛合金需滿足RoHS標(biāo)準(zhǔn)(Pb<0.1%),雜質(zhì)(如Fe、Cu)含量<0.05%。
助焊劑(8%~15%)
松香(基體):占助焊劑總量40%~60%,常用氫化松香(穩(wěn)定性好)或聚合松香(高黏度);
活性劑:占10%~30%,RMA級(jí)用有機(jī)酸(如己二酸),RA級(jí)用鹵化物(如NH4Cl);
觸變劑:占5%~10%(如氫化蓖麻油),調(diào)節(jié)錫膏的黏度-剪切速率特性;
溶劑:占10%~20%(如乙醇、丙二醇),控制膏體流動(dòng)性,回流時(shí)揮發(fā);
添加劑:抗氧化劑(防止合金氧化)、消泡劑(減少氣泡),占比<5%。
配制工藝流程
1.原料預(yù)處理
合金粉末:過篩去除粗大顆粒,氮?dú)猸h(huán)境下儲(chǔ)存防氧化;
助焊劑:按配方稱量各組分,加熱至50~70℃攪拌溶解(如松香與溶劑混合)。
2. 混合攪拌(關(guān)鍵工序)
設(shè)備:雙行星攪拌機(jī)或三輥研磨機(jī),轉(zhuǎn)速500~2000rpm;
工藝:先將助焊劑倒入容器,緩慢加入合金粉末,邊加邊攪拌,持續(xù)30~60分鐘;
控制要點(diǎn):溫度<30℃(防溶劑揮發(fā)),真空環(huán)境(減少氣泡),最終黏度控制在500~1200Pa·s(根據(jù)印刷設(shè)備調(diào)整)。
3. 質(zhì)量檢測(cè)
物理性能:黏度、觸變指數(shù)(TI=靜態(tài)黏度/動(dòng)態(tài)黏度,理想值1.4~1.8)、塌陷度;
焊接性能:回流后焊點(diǎn)強(qiáng)度、空洞率、助焊劑殘留腐蝕性(銅鏡測(cè)試);
環(huán)境適應(yīng)性:4℃冷藏7天或室溫存放24小時(shí)后,檢測(cè)性能穩(wěn)定性。
4. 包裝與儲(chǔ)存
包裝:真空密封罐(500g/罐)或針管,充氮?dú)夥姥趸?/p>
儲(chǔ)存:-10~5℃冷藏,使用前需在室溫下回溫4~8小時(shí)(避免結(jié)露)。
典型配制案例:SAC305無鉛錫膏(中溫RMA級(jí))
合金成分:Sn-3.0Ag-0.5Cu,熔點(diǎn)217℃,粉末粒徑25~45μm(球形,純度99.95%);
助焊劑配方:
氫化松香:50%
己二酸(活性劑):15%
氫化蓖麻油(觸變劑):8%
丙二醇(溶劑):20%
抗氧化劑:7%
配比:合金粉末90% + 助焊劑10%,混合后黏度800Pa·s,適用于0.3mm pitch以下BGA焊接。
等級(jí)與配制的關(guān)聯(lián):按需定制的核心邏輯
高可靠性場(chǎng)景(如醫(yī)療設(shè)備):選擇R級(jí)+高溫合金(SAC305),犧牲活性以降低腐蝕風(fēng)險(xiǎn);
熱敏元件焊接:低溫合金(Sn-Bi)+RMA級(jí)助焊劑,平衡熔點(diǎn)與焊接強(qiáng)度;
高難度維修:RA級(jí)+中溫合金,用強(qiáng)活性彌補(bǔ)氧化表面的潤(rùn)濕性不足。
配制時(shí)需根據(jù)等級(jí)要求精確調(diào)控助焊劑活性與合金特性,例如RA級(jí)錫膏需增加鹵化物活性劑占比至20%以上,但需配套清洗工藝以消除殘留風(fēng)險(xiǎn)。
如需特定等級(jí)錫膏的詳細(xì)配方或工藝優(yōu)化,可進(jìn)一步探討具體應(yīng)用場(chǎng)景(如汽車電子的高可靠性需求、半導(dǎo)體封裝的超細(xì)粉末配制等)。