錫膏生產(chǎn)中的關(guān)鍵技術(shù)節(jié)點及其對產(chǎn)品質(zhì)量的影響
來源:優(yōu)特爾錫膏 瀏覽: 發(fā)布時間:2025-07-17
錫膏是電子封裝中實現(xiàn)元器件與基板連接的核心材料,質(zhì)量直接決定焊點可靠性和電子設(shè)備性能。
錫膏生產(chǎn)涉及多個關(guān)鍵技術(shù)節(jié)點,每個節(jié)點的控制精度都會顯著影響最終產(chǎn)品質(zhì)量,
焊錫粉末制備:決定錫膏基礎(chǔ)性能;
焊錫粉是錫膏的核心成分(占比85%-90%),其粒度分布、形狀、純度是關(guān)鍵指標(biāo),直接影響錫膏的印刷性能和焊點質(zhì)量。
粒度與分布:錫粉粒度通常按IEC標(biāo)準(zhǔn)分為Type 3(25-45μm)、Type 4(15-38μm)、Type 5(5-25μm)等,細間距(如0.4mm以下)焊接需Type 4/5。
若粒度分布過寬(如粗粉與細粉比例失衡),會導(dǎo)致印刷時鋼網(wǎng)堵塞(細粉過多)或圖形不連續(xù)(粗粉過多);粒度超差會直接導(dǎo)致焊點空洞率上升(細粉氧化快)或橋連(粗粉易堆積)。
形狀:主流為球形粉(氣體霧化法生產(chǎn)),球形粉流動性好、堆積密度高,能保證印刷圖形一致性;若形狀不規(guī)則(如片狀、 dendritic),會導(dǎo)致錫膏粘度不穩(wěn)定,印刷時易出現(xiàn)“拖尾”或“缺角”。
純度:錫粉雜質(zhì)(如Cu、Fe、Pb)需嚴格控制(如RoHS要求Pb≤1000ppm)。
雜質(zhì)超標(biāo)會導(dǎo)致焊點熔點偏移(如Cu過量使熔點升高)、抗氧化性下降(Fe加速氧化),甚至引發(fā)焊點脆性斷裂。
助焊劑配方與制備:影響焊接潤濕性與殘留物;
助焊劑(占比10%-15%)負責(zé)去除氧化層、促進焊錫流動,其成分比例、均勻性是關(guān)鍵。
活化劑:通常為有機酸(如己二酸)或鹵素化合物(如氯化銨),需平衡“去氧化能力”與“腐蝕性”。
活化劑不足會導(dǎo)致焊點“虛焊”(氧化層未清除);過量則殘留腐蝕性物質(zhì),引發(fā)焊點后期腐蝕(尤其高溫高濕環(huán)境)。
觸變劑:如氫化蓖麻油、氣相二氧化硅,控制錫膏觸變性(剪切力下粘度降低,靜置后恢復(fù))。
觸變劑分散不均會導(dǎo)致錫膏“塌邊”(觸變性不足,印刷后圖形擴散)或“脫模不良”(觸變性過強,鋼網(wǎng)殘留過多)。
溶劑與樹脂:溶劑(如乙二醇乙醚)調(diào)節(jié)助焊劑粘度,樹脂(如松香)提供成膜性。
溶劑揮發(fā)過快(配方不當(dāng)或生產(chǎn)溫度過高)會導(dǎo)致錫膏粘度驟升,印刷困難;樹脂純度不足會導(dǎo)致焊點殘留過多,影響外觀和電絕緣性。
錫粉與助焊劑混合:決定錫膏均勻性;
混合(攪拌)是將錫粉與助焊劑均勻分散的過程,核心是混合參數(shù)控制與均勻性檢測。
混合參數(shù):轉(zhuǎn)速、時間、溫度需精準(zhǔn)控制。
轉(zhuǎn)速過高會導(dǎo)致錫粉破碎(粒度變細,氧化風(fēng)險增加);時間過短則混合不均,局部助焊劑富集(易橋連)或錫粉聚集(易堵塞鋼網(wǎng));溫度過高會加速溶劑揮發(fā),導(dǎo)致錫膏粘度異常。
均勻性:混合不均會使錫膏局部金屬載荷(錫粉占比)波動,引發(fā)印刷圖形一致性差(如部分區(qū)域錫量不足,焊點偏?。踔翆?dǎo)致焊接時“潤濕性差異”(助焊劑少的區(qū)域焊點氧化)。
粘度與觸變性調(diào)控:保障印刷穩(wěn)定性;
錫膏粘度是印刷性能的核心指標(biāo),受金屬載荷、錫粉粒度、助焊劑粘度共同影響。
粘度過高:印刷時難以通過鋼網(wǎng)開孔,導(dǎo)致圖形殘缺、焊點“少錫”;
粘度過低:印刷后圖形易“塌邊”(相鄰焊點橋連),尤其細間距場景(如0.3mm pitch以下);
觸變性異常:若剪切后粘度下降不足(觸變性差),會導(dǎo)致印刷阻力大、鋼網(wǎng)堵塞;若靜置后粘度恢復(fù)過慢(觸變性過弱),則圖形易變形。
雜質(zhì)與氧化控制:確保焊點可靠性;
錫膏中的雜質(zhì)(如外來顆粒、金屬離子)和錫粉氧化(氧化層厚度)是影響焊點強度的關(guān)鍵。
雜質(zhì)污染:生產(chǎn)設(shè)備清潔不足(如殘留其他合金粉)或原料不純(如助焊劑含氯離子超標(biāo)),會導(dǎo)致焊點“夾雜”(強度下降)或“電化學(xué)腐蝕”(高濕度環(huán)境下失效);
錫粉氧化:錫粉表面積大(尤其細粉),若制粉時霧化保護不足(如氧氣含量高)或混合時暴露在空氣中過久,會形成氧化層(SnO?),焊接時無法被助焊劑清除,導(dǎo)致“虛焊”或“焊點空洞”。
儲存與包裝:維持錫膏穩(wěn)定性;
錫膏需低溫(2-10℃)密封儲存,否則會因助焊劑老化和錫粉二次氧化失效:
儲存溫度過高(如>10℃):助焊劑中活化劑分解、溶劑揮發(fā),導(dǎo)致錫膏“失活”(潤濕性驟降);
包裝密封性差:空氣進入導(dǎo)致錫粉氧化,同時溶劑揮發(fā)使粘度升高,印刷性能惡化;
儲存時間超限:超過保質(zhì)期(通常6個月)會導(dǎo)致觸變劑失效,錫膏“分層”(錫粉沉降),無法均勻印刷。
錫膏生產(chǎn)是“粉末制備-助焊劑調(diào)配-混合均化-性能調(diào)控”的系統(tǒng)工程,每個技術(shù)節(jié)點的偏差都會通過“印刷-焊接-焊點可靠性”鏈條影響最終質(zhì)量。
關(guān)鍵在于通過精準(zhǔn)控制錫粉特性、助焊劑
配方、混合參數(shù)及儲存條件,實現(xiàn)“印刷穩(wěn)定、焊接可靠、焊點無缺陷”的核心目標(biāo)。
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