詳解關(guān)于焊錫膏材料的一些小知識
來源:優(yōu)特爾錫膏 瀏覽: 發(fā)布時間:2025-07-03
焊錫膏作為電子焊接中的核心材料,性能直接影響焊點(diǎn)可靠性與生產(chǎn)良率,材料組成、分類、特性到應(yīng)用場景,拆解關(guān)于焊錫膏的核心知識,幫助理解其“小細(xì)節(jié)”背后的大邏輯:
焊錫膏的三層核心組成:合金粉+助焊劑+添加劑
1. 合金焊料粉:決定焊點(diǎn)物理性能
主流類型及熔點(diǎn):
有鉛合金(逐步淘汰):
Sn63Pb37(共晶):熔點(diǎn)183℃,焊點(diǎn)韌性好,曾用于消費(fèi)電子(現(xiàn)受RoHS限制)。
無鉛合金(環(huán)保主流):
SAC305(Sn96.5Ag3.0Cu0.5):熔點(diǎn)217℃,抗氧化性強(qiáng),廣泛用于PCB回流焊。
SAC0307(Sn99.3Ag0.3Cu0.7):熔點(diǎn)227℃,成本低于SAC305,適合波峰焊。
SnCu(Sn99.5Cu0.5):熔點(diǎn)227℃,無銀配方,適用于低功耗元件(如LED燈帶)。
顆粒粒徑影響:
03015超微型元件:需5-15μm超細(xì)粉(Type 5/6),避免橋連;
常規(guī)SMT:20-45μm(Type 3/4),印刷性與塌落度平衡。
2. 助焊劑(Flux):焊接的“靈魂催化劑”
四大核心成分:
活化劑:有機(jī)酸(如檸檬酸、己二酸)或鹵化物,高溫分解去除金屬氧化層;
樹脂:松香(天然/合成)提供黏性,防止二次氧化,決定殘留特性;
溶劑:乙醇、二醇醚類,調(diào)節(jié)黏度,確保印刷時的流動性;
觸變劑:二氧化硅等,賦予“剪切變稀”特性(攪拌時變稀,靜置后恢復(fù)稠度),避免印刷塌邊。
3. 功能性添加劑
防氧化劑:抗氧化劑(如BHT)防止合金粉在儲存中氧化;
消泡劑:硅酮類物質(zhì),減少焊接時的氣泡產(chǎn)生(空洞率<5%);
著色劑:綠色/藍(lán)色染料,便于觀察印刷效果(如是否缺料)。
按合金特性分類:看懂錫膏型號的密碼;
1. 按有無鉛分類
無鉛錫膏:
標(biāo)識:通常含“SAC”“SnCu”字樣,如Alpha OM-338(SAC305)、千住M708(SAC305);
特點(diǎn):熔點(diǎn)高(≥217℃),需更高焊接溫度,適配無鉛工藝。
有鉛錫膏:
標(biāo)識:如Sn63Pb37,或型號含“Pb”,如田村TSF-820(Sn62Pb36Ag2);
現(xiàn)狀:僅用于軍工、維修等特殊場景(需RoHS豁免)。
2. 按焊接工藝適配性分類
回流焊錫膏:
特點(diǎn):助焊劑固含量低(3-5%),低殘留,適配SMT貼片(如01005元件);
典型:優(yōu)特爾UT-500系列(SAC305,回流焊專用)。
波峰焊錫膏:
特點(diǎn):觸變性更強(qiáng),抗飛濺(含防飛濺劑),適應(yīng)液態(tài)錫波沖擊;
典型:唯特偶VT-800系列(SnCuNi合金,波峰焊高可靠性)。
影響焊接效果的關(guān)鍵材料參數(shù)
1. 熔點(diǎn)與焊接窗口
無鉛錫膏:
液相線(完全熔化溫度):SAC305為217℃,需回流焊峰值溫度230-245℃(高于熔點(diǎn)15-30℃);
活化溫度:助焊劑開始去氧化的溫度(如180℃),需與合金熔化溫度匹配。
風(fēng)險點(diǎn):溫度不足→焊點(diǎn)虛焊;溫度過高→助焊劑碳化、元件損壞。
2. 黏度與觸變指數(shù)(TI)
黏度測試:
用旋轉(zhuǎn)黏度計(如Brookfield)測量,25℃時:
手工焊錫膏:50-100Pa·s(黏稠如牙膏);
SMT印刷錫膏:100-300Pa·s(可精準(zhǔn)漏?。?。
觸變指數(shù)(TI):
TI = 低剪切黏度/高剪切黏度,理想值1.4-1.6:
TI<1.2:印刷后易塌陷,導(dǎo)致橋連;
TI>1.8:印刷時漏印不暢,出現(xiàn)缺料。
3. 塌落度(Slump)
測試方法:
在25℃下,將錫膏印刷成2mm高的方塊,靜置30分鐘后測量邊緣擴(kuò)展量;
合格標(biāo)準(zhǔn):擴(kuò)展量<0.2mm,否則易造成細(xì)間距元件(如0.4mm QFP)橋連。
不同場景的材料選擇邏輯
1. LED燈帶焊接
需求:低熱阻、抗光衰,適配回流焊(基板多為鋁基PCB);
推薦:
合金:SnCu(成本低)或SAC305(可靠性高);
助焊劑:無鹵RMA級,固含量3-5%,避免殘留影響散熱(如優(yōu)特爾UT-305)。
2. 汽車電子
需求:耐高溫(125℃長期工作)、抗振動,需通過AEC-Q101認(rèn)證;
推薦:
合金:SAC305(抗疲勞性優(yōu)于SnCu);
助焊劑:RA級高活性,殘留需通過85℃/85%RH濕熱測試1000小時無腐蝕。
3. 醫(yī)療設(shè)備
需求:無鹵素、無鉛,生物兼容性(USP 87),零殘留導(dǎo)電風(fēng)險;
推薦:
合金:SAC305(純度≥99.9%);
助焊劑:免洗型,殘留絕緣電阻>10^14Ω(如千住M705-GRN2)。
環(huán)保與儲存:容易被忽視的“小知識”
1. 2025年環(huán)保新要求
RoHS 3.0新增限制:鄰苯二甲酸鹽(DEHP、BBP、DBP、DIBP)≤0.1%;
無鹵標(biāo)準(zhǔn)更新:氯(Cl)+溴(Br)總含量<1500ppm(IEC 61249-2-21:2024)。
2. 儲存與使用禁忌
儲存條件:
溫度:2-10℃(冷藏),避免陽光直射;
保質(zhì)期:未開封6個月,開封后24小時內(nèi)用完(超過需重新檢測黏度)。
使用誤區(qū):
禁止反復(fù)冷藏-解凍(最多2次),否則合金粉氧化、助焊劑分層;
手工攪拌需沿同一方向(順時針),避免引入氣泡(機(jī)械攪拌需真空脫泡)。
焊點(diǎn)缺陷與材料關(guān)聯(lián):快速定位問題
1. 焊點(diǎn)發(fā)黑/碳化:
原因:助焊劑活化溫度窗口與合金熔點(diǎn)不匹配(如活化溫度過高);
解決:更換活化溫度低10-20℃的錫膏(如從180℃活化改為160℃)。
2. 大量錫珠飛濺:
原因:助焊劑溶劑沸點(diǎn)過低(<150℃),高溫下急速揮發(fā);
解決:選擇高沸點(diǎn)溶劑(如二甘醇丁醚,沸點(diǎn)230℃)的錫膏。
3. 空洞率超標(biāo):
原因:合金粉粒徑分布不均(如粗細(xì)粉混合比例失衡);
解決:要求供應(yīng)商提供粒徑分布報告(D50控制在25-30μm,跨度<20μm)。
焊錫膏的“材料密碼”=合金特性×助焊劑配方×工藝適配;
理解焊錫膏的核心是拆解其“三元體系”:合金粉決定焊點(diǎn)強(qiáng)度與熔點(diǎn),助焊劑配方影響焊接效率與可靠性,添加劑優(yōu)化工藝適配性。
選購時需以“焊接溫度→元件精度→環(huán)保要求”為線索,結(jié)合具體場景(如LED、汽車、醫(yī)療)匹配合金類型與助焊劑等級,同時關(guān)注儲存細(xì)節(jié)以避免材料失效。
對于廣東地區(qū)用戶,可對接優(yōu)特爾、唯特偶等廠商,獲取針對珠三角電子制造場景(如LED、小家電)的定制化錫膏方案。
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