錫膏中焊錫粉末的粒度對生產(chǎn)流程有什么影響
來源:優(yōu)特爾錫膏 瀏覽: 發(fā)布時間:2025-07-24
錫膏中焊錫粉末的粒度(顆粒直徑大小)是影響電子制造業(yè)SMT(表面貼裝技術(shù))生產(chǎn)流程的關(guān)鍵參數(shù)之一,其對印刷、貼片、回流焊等核心環(huán)節(jié)的穩(wěn)定性、效率及最終產(chǎn)品質(zhì)量均有直接影響:
1. 對印刷工藝的影響
印刷是錫膏進入生產(chǎn)流程的首個關(guān)鍵環(huán)節(jié),焊錫粉末的粒度直接決定錫膏在鋼網(wǎng)(模板)中的填充、脫模及成型效果,是影響印刷質(zhì)量的核心因素。
鋼網(wǎng)填充能力:
鋼網(wǎng)的開孔尺寸(如細間距元件的引腳間距≤0.4mm時,開孔直徑可能僅0.2-0.3mm)需與焊錫粉末粒度匹配。
若粉末粒度過大(如>50μm),難以填充細小組件的鋼網(wǎng)開孔(如BGA、QFP的細間距引腳),易導致“缺錫”(開孔內(nèi)錫膏填充不足),后續(xù)焊接時出現(xiàn)焊點強度不足或虛焊。
粉末粒度過?。ㄈ纾?0μm),雖能填充細孔,但可能因顆粒流動性過強,印刷時從開孔邊緣溢出,導致“塌邊”(錫膏印刷后形狀不規(guī)則),增加后續(xù)橋連風險。
脫模性能:
印刷后錫膏從鋼網(wǎng)開孔中脫離的順暢度(脫模性)與粒度相關(guān)。
粒度均勻的球形粉末(尤其是中細粒度,20-38μm)流動性好,與助焊劑混合后能均勻填充開孔,脫模時不易殘留(鋼網(wǎng)孔壁無錫膏殘留),印刷圖形清晰。
粒度不均勻或粗顆粒占比高時,易在孔壁形成“卡滯”(大顆粒卡在孔內(nèi)),導致印刷圖形缺角、變形,需頻繁清潔鋼網(wǎng)(增加停機時間),降低印刷效率。
印刷厚度一致性:
細粒度粉末堆積密度更高(顆粒間間隙小),印刷后錫膏厚度更均勻;粗粒度粉末堆積松散,易因顆粒分布不均導致局部錫膏過厚或過薄,影響后續(xù)焊接時的焊點成型(如過厚易橋連,過薄易虛焊)。
2. 對貼片工藝的影響
貼片環(huán)節(jié)(將元器件精準放置在錫膏上)的穩(wěn)定性依賴于錫膏印刷后的“形狀保持能力”,而這與焊錫粉末粒度間接相關(guān)。
錫膏粘性與元件固定:
焊錫粉末粒度通過影響錫膏的“觸變性”(外力下粘度變化)間接影響粘性。
細粒度粉末與助焊劑接觸面積更大,錫膏靜止時粘度更高(形狀保持力強),貼片時元件不易偏移;粗粒度粉末因顆粒間間隙大,錫膏粘度略低,若印刷后放置時間過長(超過“可焊時間”),可能因輕微坍塌導致元件移位(尤其輕小元件,如0402電阻)。
細間距元件貼片兼容性:
對于引腳間距<0.5mm的細間距元件(如QFP、LGA),若使用粗粒度錫膏,印刷后錫膏邊緣易出現(xiàn)“毛刺”(因大顆粒突出),貼片時引腳可能與毛刺接觸,導致對位偏差,增加橋連風險。而細粒度錫膏印刷邊緣更光滑,能匹配細間距引腳的精準對位需求。
3. 對回流焊工藝的影響
回流焊是錫膏熔化、形成焊點的核心環(huán)節(jié),焊錫粉末的粒度通過影響熔化速率、潤濕性及氧化行為,決定焊接質(zhì)量。
熔化速率與反應效率:
細粒度粉末的比表面積(單位質(zhì)量的表面積)更大,與助焊劑的接觸更充分,高溫下能更快吸收熱量并熔化(縮短達到熔點的時間),且熔化后與焊盤、元件引腳的反應更均勻(助焊劑能更高效去除氧化層)。
若粒度過大,熔化速度慢,可能導致回流焊高溫區(qū)時間不足,出現(xiàn)“半熔”現(xiàn)象(部分顆粒未完全熔化),形成焊點空洞或強度不足。
氧化風險與潤濕性:
細粒度粉末因表面積大,存儲或印刷過程中更易被氧化(表面形成氧化膜),若助焊劑活化能力不足(如無鹵錫膏),氧化膜難以去除,會導致焊錫“潤濕性差”(無法均勻鋪展),出現(xiàn)虛焊或焊點收縮。
粗粒度粉末氧化風險低,但因熔化后流動性較差(顆粒間融合速度慢),若助焊劑流動性不足,可能導致焊點成型不飽滿(如焊點偏薄、邊角不圓潤)。
焊點形態(tài)與缺陷率:
細粒度粉末熔化后分布更均勻,能填充細小間隙(如BGA焊點的焊盤與球之間),減少空洞;而粗粒度粉末若混合不均,可能因局部顆粒聚集,熔化后形成“大顆粒殘留”,導致焊點內(nèi)部空洞或表面凸起(影響電性能)。
4. 對生產(chǎn)設(shè)備與參數(shù)的要求
焊錫粉末粒度需匹配生產(chǎn)設(shè)備的精度及工藝參數(shù),否則會增加設(shè)備調(diào)試難度或?qū)е滦氏陆怠?/p>
鋼網(wǎng)與印刷機要求:
細粒度錫膏(如10-25μm)需搭配更高精度的鋼網(wǎng)(如激光切割鋼網(wǎng),孔壁粗糙度≤1μm),否則粗糙的孔壁易卡住細顆粒,導致堵塞;同時,印刷機的刮刀壓力、速度需降低(如刮刀壓力從15N降至10N),避免細顆粒被過度擠壓導致錫膏坍塌。
粗粒度錫膏(如50-100μm)對鋼網(wǎng)精度要求低(可使用蝕刻鋼網(wǎng)),印刷壓力可適當提高(確保填充充分),但需避免壓力過大導致大顆粒破碎。
回流焊溫度曲線調(diào)整:
細粒度錫膏需縮短預熱區(qū)時間(防止助焊劑過早揮發(fā)),并適當降低高溫區(qū)峰值溫度(避免過度氧化);粗粒度錫膏則需延長高溫區(qū)時間(確保完全熔化),但需控制峰值溫度(防止焊盤氧化或元件損壞)。
5. 對生產(chǎn)效率與成本的影響
缺陷率與返工成本:
粒度不匹配會導致印刷橋連、缺錫,焊接虛焊、空洞等缺陷,增加AOI(自動光學檢測)、X-Ray檢測的工作量,甚至需要人工返工(如刮除橋連、補錫),降低生產(chǎn)效率。
例;細間距元件誤用粗粒度錫膏時,橋連率可能從0.1%升至5%以上,返工成本增加30%以上。
材料與設(shè)備成本:
細粒度粉末的生產(chǎn)工藝更復雜(如霧化制粉時需更精密的分級設(shè)備),成本比粗粒度高10%-30%;同時,細粒度錫膏對鋼網(wǎng)、印刷機的精度要求更高(如鋼網(wǎng)需激光打孔而非蝕刻),設(shè)備投入成本增加。
非細間距場景(如插件焊點、粗引腳元件)通常優(yōu)先選擇粗粒度錫膏以控制成本。
存儲與管理要求:
細粒度粉末易吸潮、氧化,需嚴格低溫存儲(如-5℃以下),使用前需更長時間回溫(避免水汽凝結(jié))和充分攪拌(確保顆粒分散均勻),否則易出現(xiàn)印刷結(jié)塊或流動性變差,增加生產(chǎn)前的準備時間。
焊錫粉末的粒度是SMT生產(chǎn)流程的“適配性參數(shù)”:
細粒度(10-38μm) 適合細間距、高精度場景(如BGA、QFP),能提升印刷與焊接的精準度,但對設(shè)備、工藝控制及成本要求更高;
粗粒度(50-100μm) 適合粗間距、低成本場景(如插件焊點、大尺寸元件),工藝兼容性強,但無法滿足細間距需求。
生產(chǎn)中需根據(jù)元件引腳間距、設(shè)備精度及成本預算選擇匹配的粒度,以平衡生產(chǎn)效率與產(chǎn)品質(zhì)量。
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