錫膏的組成及特點(diǎn)核心組成部分詳解
來(lái)源:優(yōu)特爾錫膏 瀏覽: 發(fā)布時(shí)間:2025-06-30
錫膏是SMT(表面貼裝技術(shù))中關(guān)鍵的焊接材料,由焊料合金粉末、助焊劑(Flux) 和功能性添加劑按特定比例混合而成作用與及成分:
1. 焊料合金粉末(占比85-92%,重量比)
焊料粉末決定了錫膏的熔點(diǎn)、機(jī)械強(qiáng)度和導(dǎo)電性,常見(jiàn)類(lèi)型及特點(diǎn):
無(wú)鉛焊料合金(環(huán)保型,RoHS合規(guī)):
Sn-Ag-Cu(SAC)系列:
典型成分:Sn96.5Ag3.0Cu0.5(SAC305),熔點(diǎn)217℃,強(qiáng)度高,適用于高溫焊接(如汽車(chē)電子、電源模塊)。
變種:Sn99.3Cu0.7(SAC0307),熔點(diǎn)227℃,成本低,但潤(rùn)濕性略差。
Sn-Bi系列(低溫焊料):
典型成分:Sn42Bi58,熔點(diǎn)138℃,用于熱敏元件(如攝像頭模組、柔性電路板),但脆性較大。
Sn-Ag-Bi系列:
如Sn43Bi47Ag1,熔點(diǎn)172℃,兼顧低溫與韌性,常用于多層PCB二次回流焊。
有鉛焊料合金(僅特殊場(chǎng)景使用):
Sn-Pb系列:
典型成分:Sn63Pb37,共晶熔點(diǎn)183℃,潤(rùn)濕性極佳,曾廣泛用于消費(fèi)電子,但因鉛毒性逐漸被淘汰。
2. 助焊劑(占比8-15%,重量比)
助焊劑是錫膏的“活性核心”,由以下組分構(gòu)成:
活性劑(Activator):
成分:有機(jī)酸(如硬脂酸、檸檬酸)、有機(jī)胺鹽(如二乙胺鹽酸鹽)。
作用:去除焊盤(pán)和元件引腳表面的氧化層(如CuO、SnO?),降低界面張力,促進(jìn)焊料潤(rùn)濕。
樹(shù)脂(Resin):
成分:松香(天然或合成樹(shù)脂,如氫化松香)、環(huán)氧樹(shù)脂。
作用:焊接過(guò)程中形成保護(hù)膜,防止二次氧化,同時(shí)提供黏附力固定元件。
溶劑(Solvent):
成分:醇類(lèi)(如乙醇、丙二醇)、二醇醚類(lèi)(如二甘醇單乙醚)。
作用:調(diào)節(jié)錫膏黏度,確保印刷流動(dòng)性,焊接時(shí)揮發(fā)(需控制殘留量)。
觸變劑(Thixotropic Agent):
成分:蓖麻油衍生物、金屬皂類(lèi)。
作用:賦予錫膏“剪切變稀”特性,印刷時(shí)受刮刀壓力變稀,靜止后恢復(fù)黏度,防止塌邊。
3. 功能性添加劑(占比0.1-2%)
抗氧化劑:如維生素E、沒(méi)食子酸酯,延緩焊料粉末氧化。
消泡劑:硅酮類(lèi)化合物,減少焊接時(shí)氣泡產(chǎn)生(避免“空洞”缺陷)。
著色劑:偶氮染料(如溶劑紅23),便于觀察錫膏印刷狀態(tài)。
緩蝕劑:苯并三氮唑(BTA),防止PCB銅箔腐蝕。
錫膏的關(guān)鍵特點(diǎn)與應(yīng)用關(guān)聯(lián)
1. 按熔點(diǎn)分類(lèi)的特點(diǎn)
高溫錫膏(熔點(diǎn)>220℃):
特點(diǎn):SAC305等合金強(qiáng)度高、耐高溫老化,但回流溫度需≥240℃,易損傷熱敏元件。
應(yīng)用:汽車(chē)引擎控制模塊、工業(yè)電源。
中溫錫膏(熔點(diǎn)180-220℃):
特點(diǎn):如Sn64.7Ag4.2Cu0.8Bi30.3(SACB),熔點(diǎn)172℃,兼顧強(qiáng)度與工藝窗口,適用于二次回流焊。
應(yīng)用:多層PCB、混合元件焊接(部分元件已焊接過(guò))。
低溫錫膏(熔點(diǎn)<180℃):
特點(diǎn):Sn-Bi合金熔點(diǎn)低,但機(jī)械性能較差(脆性大),需配合助焊劑優(yōu)化潤(rùn)濕性。
應(yīng)用:柔性PCB、攝像頭模組、LCD背光模塊。
2. 按助焊劑活性分類(lèi)的特點(diǎn)
免清洗型(ROL0/ROL1):
特點(diǎn):助焊劑殘留量<0.1%,無(wú)腐蝕,無(wú)需額外清洗工序,但活性較弱。
應(yīng)用:消費(fèi)電子(如手機(jī)主板)、醫(yī)療設(shè)備(需高可靠性)。
水洗型(RMA):
特點(diǎn):助焊劑含鹵化物,活性強(qiáng),焊接后需用去離子水或?qū)S们逑磩┤コ龤埩簦ū苊怆娀瘜W(xué)遷移)。
應(yīng)用:軍工、航空航天(需嚴(yán)格控制離子污染)。
半水洗型(RMS):
特點(diǎn):介于前兩者之間,殘留可部分溶于水,常用于汽車(chē)電子(平衡成本與可靠性)。
3. 工藝適應(yīng)性特點(diǎn)
印刷性:
關(guān)鍵指標(biāo):黏度(100-150Pa·s,4號(hào)鋼網(wǎng))、觸變指數(shù)(1.4-1.6),影響鋼網(wǎng)脫模精度(如0.3mm以下焊盤(pán)的填充)。
保存穩(wěn)定性:
標(biāo)準(zhǔn)條件:2-10℃冷藏,保質(zhì)期3-6個(gè)月(無(wú)鉛錫膏因助焊劑活性低,保質(zhì)期通常短于有鉛)。
焊接可靠性:
評(píng)估指標(biāo):潤(rùn)濕角(<20°為佳)、焊點(diǎn)拉伸強(qiáng)度(SAC305≥40MPa)、熱循環(huán)壽命(-40℃~125℃循環(huán)≥1000次無(wú)開(kāi)裂)。
4. 環(huán)保與法規(guī)兼容性
無(wú)鉛化:符合RoHS、REACH等法規(guī),禁用鉛、鎘等有害物質(zhì),但無(wú)鉛合金熔點(diǎn)高,對(duì)設(shè)備(如回流爐)和工藝要求更嚴(yán)格。
低VOC(揮發(fā)性有機(jī)物):溶劑型助焊劑需控制VOC排放,部分企業(yè)采用無(wú)溶劑型錫膏(如熱固性樹(shù)脂體系)。
典型錫膏類(lèi)型對(duì)比
類(lèi)型 代表成分 熔點(diǎn) 主要特點(diǎn) 典型應(yīng)用場(chǎng)景
有鉛共晶錫膏 —Sn63Pb37 183℃ —潤(rùn)濕性極佳,成本低,但含鉛 淘汰中,僅特殊維修場(chǎng)景使用
無(wú)鉛高溫錫膏 —SAC305 217℃ —強(qiáng)度高,耐高溫,工藝窗口窄 汽車(chē)電子、工業(yè)控制
無(wú)鉛中溫錫膏 —SACB(Sn-Ag-Cu-Bi) 172℃ —熔點(diǎn)適中,二次回流兼容性好 多層PCB、混合焊接工藝
無(wú)鉛低溫錫膏 —Sn42Bi58 138℃ —熔點(diǎn)低,易脆化,需優(yōu)化助焊劑 熱敏元件、柔性電路
免清洗錫膏 —SAC305+ROL0—助焊劑 217℃— 殘留少,無(wú)需清洗,活性較弱 手機(jī)、電腦主板
使用中的關(guān)鍵注意事項(xiàng)
回溫與攪拌:從冰箱取出后需自然回溫4小時(shí),攪拌3-5分鐘(行星式攪拌機(jī)500rpm),確保合金粉末與助焊劑均勻混合。
環(huán)境控制:車(chē)間濕度40-60%RH,溫度23±3℃,避免助焊劑吸濕失效。
開(kāi)封后活性:無(wú)鉛錫膏開(kāi)封后建議在24小時(shí)內(nèi)用完,高溫環(huán)境下需縮短至12小時(shí)(可通過(guò)氮?dú)獗Wo(hù)延長(zhǎng)至48小時(shí))。
錫膏的性能由焊料合金與助焊劑的配方協(xié)同決定:焊料合金主導(dǎo)熔點(diǎn)與機(jī)械強(qiáng)度,助焊劑影響焊接活性與工藝適應(yīng)性。
需根據(jù)元件耐溫性、可靠性要求、環(huán)保法規(guī)及設(shè)備能力,選擇最適配的錫膏類(lèi)型,并通過(guò)嚴(yán)格的工藝控制(如回流曲線、存儲(chǔ)條件)發(fā)揮其最佳性能。