錫膏廠家介紹有哪些方法可以提高中溫?zé)o鉛錫膏的潤濕性
來源:優(yōu)特爾錫膏 瀏覽: 發(fā)布時(shí)間:2025-06-24
提高中溫?zé)o鉛錫膏的潤濕性需要從錫膏配方優(yōu)化、工藝參數(shù)調(diào)整、表面處理及生產(chǎn)環(huán)境控制等多維度入手,具體方法及原理分析:
錫膏配方與成分優(yōu)化
1. 選擇高活性助焊劑體系
助焊劑活性等級(jí):中溫錫膏(如Sn-Bi系)需選用RMA級(jí)或RA級(jí)助焊劑(活性高于R級(jí)),常見活性劑包括:
有機(jī)酸類(如己二酸、癸二酸):增強(qiáng)氧化物分解能力;
合成樹脂類(如松香改性衍生物):改善潤濕性并減少殘留;
表面活性劑(如氟碳化合物):降低焊料表面張力(Sn-Bi合金表面張力約520mN/m,比Sn-Pb高10%,需活性劑補(bǔ)償)。
助焊劑含量:適當(dāng)提高助焊劑比例(如從9%增至11%),但需控制上限(≤12%),避免殘留過多導(dǎo)致絕緣性下降。
2. 優(yōu)化合金顆粒特性
純度與氧化程度:選用氧含量<500ppm的合金粉(如真空霧化法制備的Sn-Bi顆粒),氧化層厚度≤0.1μm(可通過XPS檢測(cè));
顆粒尺寸與分布:中溫錫膏推薦使用Type 4-5級(jí)顆粒(25-45μm),細(xì)顆粒可增加表面積,提升潤濕性,但需注意印刷性(過細(xì)易堵塞鋼網(wǎng))。
3. 添加功能性添加劑
微量元素添加:在Sn-Bi合金中加入0.1-0.5%的Ag、Cu或In(如Sn-58Bi-1Ag),降低熔點(diǎn)并改善潤濕性(Ag可使表面張力降低約8%);
助焊劑增效劑:添加0.5-1%的有機(jī)胺類化合物(如三乙醇胺),增強(qiáng)助焊劑在低溫下的活化能力(Sn-Bi活化溫度約140℃,需胺類促進(jìn)質(zhì)子轉(zhuǎn)移)。
回流焊接工藝優(yōu)化
1. 精準(zhǔn)控制回流溫度曲線
預(yù)熱階段:
升溫速率降至1-1.5℃/秒(避免助焊劑過早分解),預(yù)熱終點(diǎn)溫度提升至150-180℃(比Sn-Bi助焊劑活化溫度高10-20℃,如140℃活化則預(yù)熱至150-160℃),延長預(yù)熱時(shí)間至90-120秒,確保助焊劑充分活化;
回流階段:
峰值溫度高于熔點(diǎn)40-60℃(如Sn-58Bi熔點(diǎn)138℃,峰值設(shè)為178-198℃),回流時(shí)間(熔點(diǎn)以上)延長至40-60秒,確保焊料完全熔融并鋪展;
關(guān)鍵:通過熱電偶監(jiān)測(cè)PCB不同位置溫差≤5℃,避免局部溫度不足導(dǎo)致潤濕性差異(可增加保溫區(qū)功率或延長保溫時(shí)間至90秒)。
2. 采用氮?dú)獗Wo(hù)回流
氮?dú)猸h(huán)境優(yōu)勢(shì):將氧含量降至100-500ppm,降低焊料氧化速率(Sn-Bi在空氣中氧化速度比Sn-Pb快3倍),潤濕性可提升20-30%;
參數(shù)建議:氮?dú)饬髁靠刂圃?-10L/min,回流階段氧濃度≤300ppm(可通過氧分析儀實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)),此時(shí)助焊劑活性需求降低,可選用低殘留助焊劑。
PCB與元件表面處理優(yōu)化
1. 優(yōu)選表面處理工藝
PCB焊盤處理:
優(yōu)先選用浸銀(ImAg)或浸金(ENIG) 工藝(潤濕性排序:ENIG>ImAg>OSP>HASL無鉛),OSP處理需確保膜厚≤20nm,避免過厚影響助焊劑滲透;
元件引腳處理:
選擇鍍Ni/Au或鍍SnCu引腳(避免純鍍Sn引腳,其氧化層較難去除),貼片前檢查引腳氧化程度(可通過接觸角測(cè)試,潤濕性差時(shí)接觸角>90°)。
2. 強(qiáng)化表面清潔
焊前預(yù)處理:PCB和元件存放于濕度≤40%RH、溫度23±3℃ 的環(huán)境,避免受潮氧化;對(duì)氧化嚴(yán)重的元件,可先用乙醇或?qū)S们逑磩┎潦靡_(禁用含氯溶劑);
印刷后及時(shí)焊接:錫膏印刷后需在4小時(shí)內(nèi)完成回流,避免助焊劑吸濕失效(超過時(shí)間需用清洗劑去除重?。?。
生產(chǎn)設(shè)備與環(huán)境控制
1. 優(yōu)化印刷與貼片精度
錫膏印刷:使用激光切割鋼網(wǎng)(開口尺寸比焊盤大5-10%),印刷壓力控制在3-5kg/cm2,確保錫膏沉積均勻(厚度偏差≤±5μm),避免因錫膏量不足導(dǎo)致潤濕性差。
貼片精度:元件貼裝位置偏差≤0.05mm,避免焊盤覆蓋不全導(dǎo)致局部潤濕性不良。
2. 控制車間環(huán)境參數(shù)
溫濕度管理:車間溫度保持25±3℃,濕度45-60%RH(濕度>65%RH時(shí),元件易吸濕,焊接時(shí)產(chǎn)生氣孔影響潤濕性);
設(shè)備維護(hù):定期清潔回流爐內(nèi)壁及熱風(fēng)噴嘴,避免油污或氧化物隨氣流污染焊點(diǎn),每季度校準(zhǔn)爐溫(誤差≤±3℃)。
特殊工藝與驗(yàn)證方法
1. 預(yù)涂助焊劑輔助工藝
對(duì)潤濕性要求高的精密元件(如BGA),可在焊盤上預(yù)涂一層薄助焊劑(固含量5-8%),增強(qiáng)局部助焊能力,彌補(bǔ)中溫錫膏潤濕性不足(需注意助焊劑兼容性,避免與錫膏中的助焊劑發(fā)生反應(yīng))。
2. 潤濕性測(cè)試與迭代
測(cè)試方法:
潤濕平衡法(JIS Z 3198-6):測(cè)量焊料在銅箔上的鋪展面積(≥85%為良好)、接觸角(≤20°)及潤濕力曲線;
切片分析:觀察焊點(diǎn)界面IMC層厚度(理想值2-5μm),過?。ǎ?μm)可能因潤濕性不足導(dǎo)致結(jié)合力弱;
優(yōu)化迭代:每次調(diào)整參數(shù)后(如助焊劑活性或回流溫度),需抽樣測(cè)試50片以上,統(tǒng)計(jì)焊點(diǎn)良率(目標(biāo)≥99.5%)及潤濕不良率(≤0.3%)。
典型案例與參數(shù)參考
場(chǎng)景:Sn-58Bi中溫錫膏焊接0402元件時(shí)潤濕性差,虛焊率高;
優(yōu)化方案:
1. 助焊劑更換為含癸二酸+三乙醇胺的RA級(jí)體系,助焊劑含量從9%增至10.5%;
2. 回流曲線調(diào)整為:預(yù)熱120秒(1.2℃/秒至150℃),保溫90秒(130℃),回流50秒(180℃,氮?dú)猸h(huán)境氧濃度200ppm);
3. PCB焊盤改為浸銀處理,貼片前用異丙醇擦拭元件引腳;
效果:潤濕接觸角從35°降至18°,焊點(diǎn)良率從92%提升至99.8%。
提升中溫?zé)o鉛錫膏潤濕性的核心在于“降低焊料表面張力、增強(qiáng)助焊劑活性、減少界面氧化”。
優(yōu)先從錫膏配方和回流工藝入手,結(jié)合表面處理優(yōu)化,低成本方案可調(diào)整助焊劑活性及回流溫度,高要求場(chǎng)景可引入氮?dú)獗Wo(hù)或預(yù)涂助焊劑。
所有措施需通過潤濕測(cè)試和可靠性驗(yàn)證,避免因過度提升潤濕性導(dǎo)致助焊劑殘留或焊點(diǎn)脆性增加。