詳解錫膏基礎(chǔ)知識全解析:成分、特性與應(yīng)用場景
來源:優(yōu)特爾錫膏 瀏覽: 發(fā)布時間:2025-07-11
錫膏是電子制造中實現(xiàn)元器件與PCB(印制電路板)焊接的核心材料,其性能直接影響焊點質(zhì)量和產(chǎn)品可靠性成分、特性及應(yīng)用場景三個維度進行全解析:
錫膏的主要成分;
錫膏由焊錫粉末和助焊劑兩部分組成,其中焊錫粉末占比約85%-90%,助焊劑占10%-15%,兩者比例直接影響焊接性能。
1. 焊錫粉末
焊錫粉末是形成焊點的核心,其性能由合金組成、顆粒度和形態(tài)決定:
合金組成:
有鉛錫膏:典型如Sn63Pb37(錫63%+鉛37%),熔點約183℃,焊接性能穩(wěn)定、成本低,但因鉛的毒性,受環(huán)保法規(guī)(如RoHS)限制,目前僅用于少數(shù)特殊場景(如軍工、航天)。
無鉛錫膏:因環(huán)保要求(歐盟RoHS、中國RoHS等),目前主流為無鉛合金,
常見如:SAC系列(錫-銀-銅):如SAC305(Sn96.5Ag3Cu0.5),熔點217-220℃,綜合性能最優(yōu),適配多數(shù)消費電子;
錫-銀(Sn-Ag):熔點更高(如Sn96.5Ag3.5熔點221℃),適用于高溫場景;
錫-鉍(Sn-Bi):低熔點(如Sn58Bi熔點138℃),適用于不耐高溫的元件(如LED)。
顆粒度:指粉末粒徑大小(如20-38μm、10-25μm),直接影響細(xì)間距元件焊接。
例如:01005(0.4mm×0.2mm)等微型元件需用10-25μm細(xì)顆粒錫膏,避免堵塞鋼網(wǎng);大間距元件可用粗顆粒(38-53μm),成本更低。
形態(tài):以球形粉末為主(占比>90%),流動性好、印刷時圖形更均勻;不規(guī)則粉末易團聚,僅用于低精度場景。
2. 助焊劑
助焊劑是錫膏的“輔助系統(tǒng)”,核心作用是去除焊盤/元件引腳的氧化層、促進焊錫流動,并防止焊接過程中二次氧化。
其組成包括:樹脂(如松香):提供粘性,焊接后形成保護膜,減少殘留物腐蝕性;
活化劑(如有機酸、鹵素化合物):去除金屬表面氧化膜(關(guān)鍵作用),但過量會導(dǎo)致焊點腐蝕;
溶劑(如乙醇、乙二醇):調(diào)節(jié)粘度,使錫膏易于印刷;
觸變劑(如氫化蓖麻油):賦予錫膏“觸變性”——靜置時粘稠(防坍塌),印刷時受剪切力變?。ㄒ滋畛滗摼W(wǎng));
緩蝕劑:減少活化劑對PCB/元件的腐蝕。
錫膏的關(guān)鍵特性;
錫膏的性能需適配焊接工藝和產(chǎn)品需求,核心特性包括:
1. 熔點
由焊錫粉末的合金組成決定,是選擇錫膏的核心參數(shù):
有鉛錫膏:熔點低(如Sn63Pb37為183℃),焊接溫度低,對元件熱損傷??;
無鉛錫膏:熔點普遍較高(如SAC305為217℃),需匹配元件耐高溫能力(如陶瓷電容耐溫高,部分塑料封裝IC需控制溫度)。
2. 粘度與觸變性
粘度:反映錫膏的“粘稠度”,需與印刷工藝匹配(如鋼網(wǎng)厚度、印刷速度)。
粘度過高,印刷圖形模糊;過低,易從鋼網(wǎng)漏出導(dǎo)致“坍塌”(焊盤間橋連)。
觸變性:用“觸變指數(shù)”衡量(靜置粘度/剪切后粘度),一般需3-5:指數(shù)太低,易坍塌;太高,印刷后圖形易變形。
3. 潤濕性
指焊錫熔化后在焊盤/引腳上的鋪展能力,潤濕性差會導(dǎo)致“虛焊”(焊點不牢固)或“拉尖”(焊點形態(tài)不良)。
主要由助焊劑活性決定:活性太高(如含鹵素)潤濕性好,但可能腐蝕PCB;活性太低(如免清洗型)更環(huán)保,但對氧化層厚的表面適配性差。
4. 殘留物與清洗性
免清洗型:殘留物少、無腐蝕性,適用于消費電子(如手機、電腦),無需額外清洗工序;
清洗型:殘留物多(如松香基),需用溶劑清洗,適用于高可靠性場景(如航天、醫(yī)療設(shè)備)。
5. 穩(wěn)定性
指錫膏在存儲和使用中的性能保持能力:
存儲需冷藏(0-10℃),避免助焊劑溶劑揮發(fā)或錫粉氧化;使用前回溫(2-4小時),防止水汽混入導(dǎo)致焊接飛濺。
開封后需在4-8小時內(nèi)用完(視型號而定),否則易因溶劑揮發(fā)導(dǎo)致粘度升高。
錫膏的典型應(yīng)用場景;
錫膏的選擇需結(jié)合元件類型、PCB密度、工作環(huán)境及環(huán)保要求,核心場景如下:
1. 消費電子(手機、電腦、智能手表)
需求:元件微型化(01005、0.3mm間距BGA)、高密度布線,需細(xì)顆粒(10-25μm)無鉛錫膏(如SAC305);
特性要求:高觸變性(防坍塌)、免清洗(減少工序)、潤濕性好(保證細(xì)間距焊點質(zhì)量)。
2. 汽車電子(車載芯片、傳感器)
需求:高溫環(huán)境(發(fā)動機艙溫度可達(dá)125℃)、振動沖擊下的高可靠性;
適配錫膏:高熔點無鉛錫膏(如SAC405,熔點220℃),或添加鎳、銻等元素增強焊點抗熱疲勞性。
3. 工業(yè)控制(PLC、電機驅(qū)動板)
需求:焊點耐潮濕、抗腐蝕(工業(yè)環(huán)境復(fù)雜);
適配錫膏:中活性助焊劑(減少腐蝕),或選擇清洗型錫膏(去除殘留物,降低漏電風(fēng)險)。
4. 低功耗場景(LED、柔性電路)
需求:元件耐溫性差(如LED芯片、柔性PCB基材);適配錫膏:低熔點無鉛錫膏(如Sn-Bi系,熔點138℃),降低焊接溫度避免元件損壞。
錫膏的性能由成分(焊錫粉末+助焊劑)決定,其熔點、粘度、潤濕性等特性需與應(yīng)用場景(元件類型、工藝要求、環(huán)境條件
)匹配。
隨著電子設(shè)備向小型化、高可靠性發(fā)展,細(xì)顆粒、無鉛、高穩(wěn)定性錫膏成為主流,同時需兼顧環(huán)保與工藝兼容性。