lin第5章電子組裝技術焊料合金課件

1、第5章 焊料合金 電子組裝焊料是一種易熔金屬，是通過其自身吸熱融化將兩種或多種不熔化的母材實現機械和電氣聯接的一種材料。 在電子組裝中，傳統(tǒng)使用的軟釬焊的焊料主要是指錫（Sn）鉛（Pb）合金。人們現在認識到鉛（Pb）的危害，開始廣泛的開發(fā)使用以錫（Sn）為基不含鉛的無鉛焊料。 5.1 焊料合金的成分及作用焊料合金的成分及作用 用于電子組裝的焊料，都是軟釬焊釬料，其主要的成分是錫、鉛、銀、鉍、銦等元素。軟鉛焊接是一種古老的焊接方法，遠在鐵器時代，人類就已經采用這種釬焊方法了，當時的焊料就是錫鉛合金. 1、錫的物理性質： 錫，原子序數50，原子量118.71，元素名來源于拉丁文。在約公元前2000

2、年，人類就已開始使用錫。錫在地殼中的含量為0.004%，幾乎都以錫石(氧化錫)的形式存在。金屬錫柔軟，易彎曲，熔點231.9，沸點226、密度:5.77(錫) 7.29(錫) 、強度為14 MPa 、硬度為布氏硬度（HBS: brinell hardness number）為10kg , 延展性好； 在空氣中錫的表面生成二氧化錫（SnO2）保護膜并且穩(wěn)定，加熱條件下氧化反應會加快。 2、錫具有如下化學性質： （1）在大氣中耐腐蝕性能好，不受水、氧氣、二氧化碳的作用，不失去金屬光澤。 （2）能抗有機酸的腐蝕，對中性物質來說，有較高的抗腐蝕性。 （3）錫是一種兩性金屬（既能與酸反應又能與堿反應的金

3、屬），能與強酸和強堿起化學反應。 1、鉛的物理性質： 鉛，原子序數82，原子量207.2，是第六周期族元素，元素符號Pb。早在公元前3000年左右就被人類發(fā)現，元素符號Pb來自羅馬人對鉛的稱呼。鉛在地殼中質量含量為0.0016%，鉛很少以游離狀態(tài)存在于自然界，主要以方鉛礦(PbS)如圖5-1所示、白鉛礦(PbCO3)、硫酸鉛礦(PbSO4）的形式存在。熔點為327.502、沸點為1740、密度為11.3437gcm、莫氏硬度為1.5，質柔軟，抗張強度小，延性弱，展性強，有潤滑性?，F在研究表明，鉛通過環(huán)境污染循環(huán)可以進入人體，鉛及其化合物對人體有毒，攝取后主要貯存在骨骼內，部分取代磷酸鈣中的鈣，

4、不易排出，對人體有害。純金屬鉛也不宜用于電子組裝。2、鉛的化學性質： 鉛的化學性質穩(wěn)定，不與空氣、氧、海水和含有氯成份的水，苯酚、碳酸鈉、食鹽、丙酮、氫氟酸等起反應，有良好的抗腐蝕能力。在潮濕的含有二氧化碳的空氣中，表面形成堿式碳酸鉛薄膜，能阻止鉛被進一步氧化。在加熱時能與氧、硫、鹵素化合，生成相應的化合物。鉛錫合金鉛錫合金 如前所述，不論是純錫或是純鉛都不宜用于電子組裝，在實際生產中，采用鉛錫合金作為釬料，由于Sn63Pb37合金是共晶合金，流動性好，熔點比組成合金中的任一種都低，故在電子組裝中獲得廣泛得應用。 從金相學的角度對Sn-Pb二元合金的平衡狀態(tài)圖（或稱相圖）加以研究，從相圖上可以

5、看出：不論是純錫或是純鉛它們的熔點都比較高，鉛的熔點是327.5，而錫的熔點是231.9，將它們熔化在一起形成鉛錫合金后，在相圖中的E點（Sn62.7，Pb37.3）這個組成部分的合金的熔點最低，只有183。并且加熱時由固態(tài)直接變?yōu)橐后w，而冷卻的時侯又是直接由液體變?yōu)楣虘B(tài)。而其他成份的金屬都要經過一個固液共存的狀態(tài)。而且熔點也普遍升高，如圖5-2所示。 如果給定了溫度和合金成分，根據狀態(tài)圖就可以推測合金的組織。另外，從相圖中還可以推測錫鉛焊料這樣不同種類材料的界面會形成什么樣的反應層。狀態(tài)圖對于了解材料進行設計是非常有用的工具 常用錫鉛焊料 Pb38.1%, Sn61.9%稱為共晶合金，對應稱

6、為共晶合金，對應熔點溫度為熔點溫度為183 63 Sn/37Pb. 183 60 Sn/40Pb . 183 190 62 Sn/36Pb/2Ag . 179 錫鉛焊料特錫鉛焊料特 性性（1）焊接溫度相對較低，熔點）焊接溫度相對較低，熔點180 220 。焊接溫。焊接溫度高度高50 。 IPC-SM-782 260 10S 熔點熔點183 189 （2）熔融焊料在被焊金屬表面流動性好。）熔融焊料在被焊金屬表面流動性好。（3）凝固時間短，利于焊點形成，便于操作。）凝固時間短，利于焊點形成，便于操作。（4）導電性能好，并有足夠的機械強度。）導電性能好，并有足夠的機械強度。 銅導電率的銅導電率的1/

7、10，抗拉強度，抗拉強度40MPa,剪切強度剪切強度35。（5）焊后焊點外觀好，便于檢查。）焊后焊點外觀好，便于檢查。（6）三防性能好。能廣泛應用。）三防性能好。能廣泛應用。（7）焊料原料的來源應廣泛，價格低廉。（云錫）焊料原料的來源應廣泛，價格低廉。（云錫）焊料中鉛的作用 在焊接過程中，從冶金學的角度來看，金屬錫會與母材表層形成合金。而鉛在任何情況下，幾乎不起反應。為什么還要把鉛作為焊料的一種成分呢？下面，看看鉛在焊料中的作用。 在錫中加入鉛后，可獲得錫和鉛都不具備的優(yōu)良特性。 1、降低熔點，有利于焊接：錫在232以下是不會熔化的。鉛在327也不會熔化。兩者的熔點都比Sn-Pb共晶焊料的熔化

8、溫度183高。如將錫鉛兩種金屬混合，就可獲得比兩種金屬熔點都低的焊料。因其熔點低，在工藝過程中操作時比較方便。 2、改善機械特性：錫的抗拉強度約為1.5kg/mm2，鉛約為1.4kg/ mm2。如果將兩者混合起來組成焊料時，抗拉強度可達45kg/ mm2左右。剪切強度也如此，錫約為2kg/ mm2，鉛約為1.4kg/ mm2，二者組成焊料后，約為33.5 kg/ mm2。焊接后，這個值會變得更大。這樣一來，機械特性就得到很大的改善。 3、降低界面張力：焊料的擴散性，即潤濕性，會因表面張力及粘度的下降得到改善，從而增大了流動性，降低潤濕角，有利于焊接。 4、Sn-Pb合金中加入鉛，提高焊料的抗氧

9、化能力：鉛是穩(wěn)定的金屬，不易氧化，使焊點抗氧化性能增加。 5、避免產生晶須；純度高的錫容易發(fā)生錫須，隨著金屬鉛的加入，含錫量70以下的各種鉛錫焊料，都可以避免錫須的產生。5.2 焊料的分類焊料的分類1.Sn-Pb錫共晶焊料：由于Sn-Pb焊料具有材料來源廣泛，價格低廉、而且形成的焊點有良好的機械、電氣和熱學性能，故在電子組裝工藝中得到了廣泛應用。但近年來人們逐漸認識到鉛廢棄的鉛污染環(huán)境并循環(huán)到人體產生巨大的危害，鉛是一種具有神經毒性的重金屬元素，進入人體血液后，可引起機體代謝過程的障礙，對全身各組織器官都有損害。污染環(huán)境的鉛來自各個方面，其中含鉛廢棄電子產品是污染源之一，含鉛廢棄電子產品通常都

10、被直接丟棄或掩埋，其中的鉛會逐漸溶入土壤進入地下水中，污染環(huán)境并進而影響人的健康。如圖5-3所示 6?；谝陨显?，無鉛焊料取代Sn-Pb焊料就成為必然趨勢，歐盟、美國、日本等工業(yè)發(fā)達國家，除獲得豁免和部分用于軍事的電子產品外，已經全面禁止鉛的使用，包括禁止進口含鉛的電子產品。 2、低溫焊料： 96 163在低溫能進行組裝的焊料有Sn-Bi共晶合金及In系等。Sn-Bi共晶合金將在無鉛焊料的章節(jié)中詳細介紹。In雖然價格高，但是其自身的熔點為156，可以用作低熔點焊料。該合金塑性也非常好。含In合金的另一個特征是具有抑制Ag或Au溶蝕的優(yōu)點。在需要更低熔點的情況下，還有Sn-Pb-In等低熔點合

11、金。 常用低熔點合金焊料 16 Sn/32Pb/52Bi 96 42 Sn/58Bi 139 43 Sn/43Pb/14Bi 163 用途：雙面再流焊，特殊要求的焊接用途：雙面再流焊，特殊要求的焊接,熱熱敏元件的焊接。敏元件的焊接。 3、高溫焊料：300 前面已經提到，富Pb的Sn-Pb系焊料作為高溫焊料應用廣泛。但是這種焊料存在著Pb中的雜質U或者Th等放射性元素放射射線的問題，在高可靠性連接方面有時會出現問題。因此，對要求高可靠性的連接希望能夠不用鉛。 10 Sn/90Pb 300 5 Sn/95Pb 312 3Sn/97Pb 318 用途：用途：BGA、CSP焊球，高溫焊點。測曲線用。焊

12、球，高溫焊點。測曲線用。 4、高強度焊料：當焊點的強度要求較高時，在上述焊料中添加2左右的Ag，或在焊料中添加4以下的Sb構成合金。就得到高強度焊料。其強度提高是添加Ag會產生Ag3Sn的微細析晶強化，而添加Sb會產生固溶強化從而提高焊料的強度。 焊錫絲焊錫絲 1.結構：焊料內空心直徑分別有結構：焊料內空心直徑分別有0.5mm、0.8mm、1.0mm。有多芯。有多芯(最多最多5芯芯)。 2.組成：焊料固態(tài)助焊劑（活性松香、組成：焊料固態(tài)助焊劑（活性松香、水清洗、免清洗水清洗、免清洗)， 3.用途：手工焊接、補焊、維修用。用途：手工焊接、補焊、維修用。5.3 焊錫膏焊錫膏 焊錫膏是一種膏狀焊接材

13、料，外包裝和膏狀體焊料如圖5-4所示。是適應表面貼片元件的組裝而開發(fā)出來的焊接材料，用于表面組裝工藝的再流焊中，其工藝方法是將焊膏涂敷在PCB的焊盤上，再將片式元器件安裝在涂有焊錫膏的焊盤上，通過加熱使焊膏熔化實現表面組裝元器件的引線或端點與印制板上焊盤的連接。1.焊膏的作用焊膏的作用 元件貼裝后保持元件在焊盤上，不位移，元件貼裝后保持元件在焊盤上，不位移，經再流焊爐后，將元件與經再流焊爐后，將元件與PCB焊接在一焊接在一起。起。 它是一種新型焊料，是它是一種新型焊料，是SMT生產中重要生產中重要的輔助材料，其質量好壞直接影響到的輔助材料，其質量好壞直接影響到SMA的品質好壞。的品質好壞。2.

14、焊膏組成與分類焊膏組成與分類(1).組成組成 : 合金焊粉合金焊粉+焊劑組份焊劑組份 重量比重量比:合金焊粉（合金焊粉（8590） 焊劑（焊劑（1510） 體積比體積比: 合金焊粉合金焊粉 60 ;焊劑焊劑40 合金焊粉合金焊粉 合金焊粉通常采用高壓惰性氣體（合金焊粉通常采用高壓惰性氣體（N2）將熔）將熔融合金噴射而成。合金成份一般為融合金噴射而成。合金成份一般為63Sn37Pb合金、合金、 62Sn36Pb2Ag，形狀通常有球形和，形狀通常有球形和無規(guī)則形。無規(guī)則形。 (2)含高中的焊劑含高中的焊劑 即有助焊功能，又是焊膏粉末的載體，本身具有高粘度，即有助焊功能，又是焊膏粉末的載體，本身具有

15、高粘度，(50Pa.s),膏狀焊劑。決定焊膏的主要性能。膏狀焊劑。決定焊膏的主要性能。組成：組成： 焊劑焊劑 松香、合成樹脂，凈化金屬表面，提高焊料潤松香、合成樹脂，凈化金屬表面，提高焊料潤濕性。濕性。 粘結劑粘結劑 松香、松香脂、聚丁烯松香、松香脂、聚丁烯 ，提供粘性，粘牢元，提供粘性，粘牢元件。件。 活化劑硬脂酸、活化劑硬脂酸、 鹽酸等，凈化金屬表面。鹽酸等，凈化金屬表面。 溶劑溶劑 甘油甘油 乙二醇，調節(jié)焊膏特性。乙二醇，調節(jié)焊膏特性。 觸變劑防止焊膏塌陷，引起連焊。觸變劑防止焊膏塌陷，引起連焊。焊膏分類焊膏分類按合金焊料熔點分：高溫按合金焊料熔點分：高溫 300 (10Sn/90Pb)

16、； 中溫中溫 183 （ 63 Sn/37Pb） 低溫低溫 140 (42Sn/58Bi) 按焊劑活性分：按焊劑活性分：RA 活性、松香型活性、松香型 消費類電子產品消費類電子產品 RMA 中等活性中等活性 SMT產品產品 NC 免清洗免清洗 SMT中大量采用。中大量采用。按焊膏粘度分：按焊膏粘度分： 700 Pa.s 1200 Pa.s 模板印刷模板印刷 400 Pa.s 600 Pa.s 絲網印刷絲網印刷 350 Pa.s 450 Pa.s 分配器分配器按清洗方式：有機溶劑、水清洗、半水清晰、免清洗。按清洗方式：有機溶劑、水清洗、半水清晰、免清洗。3. 焊膏的性能指標（1）合金焊粉顆粒）合

17、金焊粉顆粒 焊膏顆粒的形狀、表面氧化程度對焊膏性能影響很大。焊膏顆粒的形狀、表面氧化程度對焊膏性能影響很大。由于球形顆粒表面積小，氧化程度低，印刷性能良好，由于球形顆粒表面積小，氧化程度低，印刷性能良好，故廣泛采用。球形顆粒的大小用目數來表示。故廣泛采用。球形顆粒的大小用目數來表示。目數的定義：每英寸長度（目數的定義：每英寸長度（25.4mm）中網眼的數目。）中網眼的數目。也可以直接用球徑大小表示，單位為也可以直接用球徑大小表示，單位為m 。焊膏顆粒分布：焊膏顆粒分布：multicore -200325 ；75 m 53 m BAS 阻容元件阻容元件 -270400 ；53 m 38 m AA

18、S 一般要求一般要求 -325500 ；25 m 38 m DAS 細間距應用細間距應用（2）焊膏粘度焊膏粘度 粘度是焊膏的一個重要指標，不同的涂布方法，使粘度是焊膏的一個重要指標，不同的涂布方法，使用不同粘度的焊膏。用不同粘度的焊膏。 700 Pa.s 1200 Pa.s 模板印刷模板印刷（90）0.5mm 400 Pa.s 600 Pa.s 絲網印刷絲網印刷（90） 1.27mm 350 Pa.s 450 Pa.s 分配器分配器 （85）1.27mm 焊膏粘度測量按照焊膏粘度測量按照IPCSP819進行進行.(旋轉粘度計旋轉粘度計)焊焊膏膏-2小時小時25 -5r/min-2.8cm-1次

19、次/2min-5-2The Institute For Interconnecting And Paking Electronics Circuits （3）焊膏的印刷性）焊膏的印刷性 焊膏的印刷性是指焊膏多次從模板、分配器上順利地焊膏的印刷性是指焊膏多次從模板、分配器上順利地漏印到漏印到PCB上的性能。焊膏的印刷性不好，會堵塞模上的性能。焊膏的印刷性不好，會堵塞模板的孔眼，影響到整條生產線的生產。板的孔眼，影響到整條生產線的生產。影響焊膏的印刷性的原因：影響焊膏的印刷性的原因： a) 焊膏中缺少阻印劑。焊膏中缺少阻印劑。 b) 焊膏用量不足。焊膏用量不足。 c) 焊膏顆粒粗大，與開口不相匹配

20、。（開口內裝焊膏顆粒粗大，與開口不相匹配。（開口內裝 5個小個小球）球） d) 球徑分布不符合要求。球徑分布不符合要求。80合金粉在規(guī)定范圍內。合金粉在規(guī)定范圍內。 如何測試焊膏的印刷性：如何測試焊膏的印刷性：（4）焊膏的黏結力）焊膏的黏結力 焊膏的黏結力是保持元件在貼裝后不位移的必焊膏的黏結力是保持元件在貼裝后不位移的必須性能。須性能。 測量方法：測量方法： a) 所需物品：所需物品：PCB；30g焊膏；焊膏；10cm2范圍；帶范圍；帶鉤銅片厚鉤銅片厚0.5mm面積面積1cm2；拉力計；拉力計； 25 ：（：（2540）g/cm2 ； 16小時后（小時后（2540）g/cm2 b) 用用Ch

21、affllon黏附性試驗儀。黏附性試驗儀。 （5）焊膏的塌陷度）焊膏的塌陷度 焊膏印刷到焊膏印刷到PCB后，經過一段時間高溫后保后，經過一段時間高溫后保持原來形狀的程度。再流焊后出現的橋連、焊持原來形狀的程度。再流焊后出現的橋連、焊球現象與其有關。球現象與其有關。 按有關標準進行，也可用已由模板試驗。按有關標準進行，也可用已由模板試驗。（6）焊球狀態(tài)）焊球狀態(tài) 如果焊球氧化或含有水份，過再流焊時會如果焊球氧化或含有水份，過再流焊時會造成飛濺，形不成圓球。造成飛濺，形不成圓球。 方法：將焊膏放在方法：將焊膏放在PCB上過再流焊，觀察焊上過再流焊，觀察焊球情況。球情況。（7）焊膏的擴展率（潤濕性）

22、焊膏的擴展率（潤濕性） 焊膏的擴展率是檢查焊膏的活性程度，即焊膏在氧焊膏的擴展率是檢查焊膏的活性程度，即焊膏在氧化的銅皮上的潤濕和鋪展能力，反應焊膏的焊接性能化的銅皮上的潤濕和鋪展能力，反應焊膏的焊接性能指標。指標。 方法：印刷直徑方法：印刷直徑6.5mm，厚，厚0.2mm的焊膏，再流焊后的焊膏，再流焊后其直徑應擴大其直徑應擴大1020。 （8）焊膏中的合金含量（）焊膏中的合金含量（90） 合金含量高，粘度高，印刷圖形較厚，塌陷小。合金含量高，粘度高，印刷圖形較厚，塌陷小。 印刷時間長，會產生助焊劑揮發(fā)，粘度增高引起焊印刷時間長，會產生助焊劑揮發(fā)，粘度增高引起焊接接 缺陷，如橋接、漏印等。缺陷

23、，如橋接、漏印等。（9）焊膏的腐蝕性能）焊膏的腐蝕性能 焊膏不僅可焊性好，同時要求焊后對板的腐蝕性要焊膏不僅可焊性好，同時要求焊后對板的腐蝕性要小，特別是采用免清洗技術，更應有一定要求。小，特別是采用免清洗技術，更應有一定要求。焊膏的腐蝕性能指標有：焊膏的腐蝕性能指標有：干燥度、干燥度、 含氯量、銅鏡試驗、水溶液電阻、絕緣電阻、含氯量、銅鏡試驗、水溶液電阻、絕緣電阻、酸酯。酸酯。4.常用焊膏常用焊膏 松香型：松香型：焊劑主要成分為松香。由于松香有優(yōu)焊劑主要成分為松香。由于松香有優(yōu)良的助焊性能，焊后殘留物成膜性好，對焊點良的助焊性能，焊后殘留物成膜性好，對焊點有保護作用；松香第二個作用是增加焊膏

24、的黏有保護作用；松香第二個作用是增加焊膏的黏接力，使貼裝的元件不產生位移；第三個作用接力，使貼裝的元件不產生位移；第三個作用是和松香和其他成分混合，起到調節(jié)粘度的作是和松香和其他成分混合，起到調節(jié)粘度的作用，使金屬粉末不沉淀、不分層。用，使金屬粉末不沉淀、不分層。 水溶型：水溶型：焊劑主要成分為有機的水溶性物質，焊劑主要成分為有機的水溶性物質，焊后可水清洗，有利于環(huán)保，但由于無松香，焊后可水清洗，有利于環(huán)保，但由于無松香，焊膏黏性不夠大，應用收到一定限制。焊膏黏性不夠大，應用收到一定限制。 免清洗：免清洗：焊劑中不含鹵素，同時盡量減焊劑中不含鹵素，同時盡量減少的松香含量，增加其他有機物的用量，

25、少的松香含量，增加其他有機物的用量，但松香含量減少到一定程度，焊劑的活但松香含量減少到一定程度，焊劑的活性就會降低，防止焊接區(qū)二次氧化的作性就會降低，防止焊接區(qū)二次氧化的作用也會降低，采用氮氣保護焊接解決問用也會降低，采用氮氣保護焊接解決問題。免清洗工藝雖然是發(fā)展方向，但軍題。免清洗工藝雖然是發(fā)展方向，但軍品慎重使用。品慎重使用。無鉛焊膏無鉛焊膏 無鉛焊膏也越來越應用廣泛，目前已有無鉛焊膏也越來越應用廣泛，目前已有1 13 3的的產品使用無鉛焊接。最常用焊膏的是無鉛焊料產品使用無鉛焊接。最常用焊膏的是無鉛焊料成份加各種焊劑組成。常用焊膏有：成份加各種焊劑組成。常用焊膏有：Sn 95.5%Sn

26、95.5%Ag3.8%Ag3.8%Cu0.7%Cu0.7%、熔點、熔點217217、比重、比重7.4(63/37-8.4)7.4(63/37-8.4)、金屬成份、金屬成份8989；以及；以及Sn91.3%Sn91.3%Bi4.8%-Ag3.0% Bi4.8%-Ag3.0% 、熔點、熔點205205210210。 牌號：牌號：AIM/WS 483 RMA291AIM/WS 483 RMA291，MULTITORE 96SE-MULTITORE 96SE-NOCLEANNOCLEAN； INDIUM IND241INDIUM IND241（SnSnAgAgCuCu）；）；INDIUM IND249

27、INDIUM IND249（SnSnBiBiAgAg）。）。 5.新型焊膏新型焊膏隨著電子產品朝輕、薄、小方向發(fā)展，焊膏技術隨著電子產品朝輕、薄、小方向發(fā)展，焊膏技術也在不斷改善。也在不斷改善。（1）焊料粉的微細化）焊料粉的微細化 不定形球形粉末微粒子（不定形球形粉末微粒子（20微米以下）微米以下）（2）抗疲勞性焊膏）抗疲勞性焊膏 傳統(tǒng)傳統(tǒng) 加厚焊錫量焊膏本身加稀有元素加厚焊錫量焊膏本身加稀有元素加倍。加倍。（3）無鉛焊膏）無鉛焊膏 13生產產品使用無鉛焊接。生產產品使用無鉛焊接。焊膏是由合金焊料粉、焊劑和一些其它的添加劑混合而成，具有一定粘性和良好觸變性的一種均質混合物，具有良好的印刷性能和

28、再流焊性能，并在貯存時具有一定穩(wěn)定性的膏狀體。 合金焊料粉是焊膏的主要成分，約占焊膏重量的8590。常用的合金焊料粉有以下幾種：錫鉛（Sn Pb）、錫鉛銀（Sn Pb Ag）、錫鉛鉍（Sn Pb Bi）等，最常用的合金成分為Sn63Pb37。 合金焊料粉的形狀：可分為球形和橢圓形（無定形），其形狀、粒度大小影響表面氧化度和流動性，因此，對焊膏的性能影響很大 焊膏中的焊劑：在焊膏中，焊劑是合金焊料粉的載體，其主要的作用是清除被焊件以及合金焊料粉的表面氧化物，使焊料迅速擴散并附著在被焊金屬表面。焊劑的組成為：活性劑、成膜劑和膠粘劑、潤濕劑、觸變劑、溶劑和增稠劑以及其他各類添加劑。 焊劑的活性：對焊

29、劑的活性必須控制，活性劑量太少可能因活性差而影響焊接效果，但活性劑量太多又會引起殘留量的增加，甚至使腐蝕性增強，特別是對焊劑中的鹵素含量更需嚴格控制。 SMT對焊膏有以下要求對焊膏有以下要求 焊膏的質量對焊接的質量影響非常大，因此SMT對焊膏有比較嚴格的要求。 1焊膏的合金組分盡量達到共晶或靠近共晶，要求焊點強度較高，并且與PCB鍍層、元器件端頭或引腳可焊性要好，確保不會因振動等因素出現元器件脫落。 2、焊膏具有較長的貯存壽命，在010下保存3 6個月。貯存時不會發(fā)生化學變化，也不會出現焊料粉和焊劑分離的現象，并保持其粘度和粘接性不變。 3、焊膏在印刷或涂布后，在再流焊預熱過程中，焊膏應保持原

30、來的形狀和大小，即保證良好的觸變性(保形性)，印刷后焊膏不塌落。不產生堵塞網孔。 4焊膏有較長的工作壽命，在印刷或滴涂后通常要求能在常溫下放置12小時24小時，其性能保持不變。 5、焊膏有良好的潤濕性能。要正確選用焊劑中活性劑和潤濕劑成分，以便達到潤濕性能要求。 6、焊膏在焊接過程中不發(fā)生焊料飛濺，抑制焊料球的生成。這主要取決于焊膏的吸水性、焊膏中溶劑的類型、沸點和用量以及焊料粉中雜質類型和含量。 7、焊后殘留物穩(wěn)定性能好，無腐蝕，有較高的絕緣電阻，且清洗性好。焊膏的選用 焊膏種類很多，選擇合適的焊膏非常重要，同時也比較很困難。因為在選擇焊膏時要考慮的因素比較多，主要根據產品的要求和工藝條件以

31、及焊膏的性能來選取，如被焊元器件端子的類型及表面涂層的材料、線路板的類型及組裝工藝類型，是單面板還是雙面板、線路板表面焊盤涂層材料是什么等。焊膏的選擇通常是根據已有的使用經驗、或是權威機構推薦優(yōu)選品牌、或是委托方指定的廠家和型號來確定。通常要求選用的焊膏： 1、具有優(yōu)異的保存穩(wěn)定性。 2、具有良好的印刷性（流動性、脫版性、連續(xù)印刷性）。 3、印刷后在長時間內對SMD保持有一定的粘合性。 4、焊接后能得到良好的接合狀態(tài)（焊點）。 5、其焊接成分，具高絕緣性，低腐蝕性。 6、對焊接后的焊劑殘渣有良好的清洗性，清洗后不可留有殘渣成分。焊膏使用和貯存的注意事頂 1、領取焊膏應登記焊膏到達的時間、失效期

32、、型號，并為每罐焊膏編號。然后保存在恒溫、恒濕的冰箱內，溫度在約為2 10。錫膏儲存和處理推薦方法的常見數據見表5-1 所示。 2、焊膏使用時，應做到先進先出的原則，應提前至少2小時從冰箱中取出，寫下時間、編號、使用者、應用的產品，并密封置于室溫下，待焊膏達到室溫時打開瓶蓋。如果在低溫下打開，容易吸收水汽，再流焊時容易產生錫珠。注意：不能把焊膏置于熱風器、空調等旁邊加速它的升溫。 3、焊膏開封前，須使用離心式的攪伴機進行攪拌，使焊膏中的各成分均勻，降低焊膏的粘度。焊膏開封后，原則上應在當天內一次用完，超過時間使用期的焊膏絕對不能使用 4、焊膏置于網板上超過30分鐘未使用時，應重新用攪拌機攪拌后

33、再使用。若中間間隔時間較長，應將焊膏重新放回罐中并蓋緊瓶蓋放于冰箱中冷藏。 5、根據印制板的幅面及焊點的多少，決定第一次加到網板上的焊膏量，一般第一次加200克300克，印刷一段時間后再適當加入一點。 6、焊膏印刷后應在24小時內完成貼裝，超過時間應把PCB焊膏清洗后重新印刷。 7、焊膏印刷時間的最佳溫度為233，相對濕度555為宜。濕度過高，焊膏容易吸收水汽，在再流焊時產生錫珠。焊膏金屬粉末的制造 焊膏金屬粉末通常是用真空熔煉爐將焊料金屬熔化，真空熔煉爐外形如圖5-5所示。采用高壓惰性氣體對熔融的焊料噴霧制成。 5.4 無鉛焊料無鉛焊料 目前全球無鉛焊料的實際應用較廣泛的主要有五大系列無鉛合

34、金焊料，分別是Sn-Ag系、Sn-Cu系、Sn-Bi系、Sn-In系以及Sn-Zn系。最常用的無鉛焊料主要是以Sn-Ag、Sn-Zn、Sn-Bi為基體，在其中添加適量其他金屬元素所組成的三元合金和多元合金。 無鉛焊料的主要性能 無鉛焊料的主要性能，包括焊料的力學性能、物理、化學性能和工藝性能。從無鉛焊點機械性能實驗數據得到的圖5-6圖5-9的柱圖31可以看出，無鉛焊料的彈性模量、屈服強度、蠕變性能優(yōu)于或相當于錫鉛焊料，但延伸率較低，即塑性、韌性不如錫鉛焊料。 無鉛焊料表面張力比有鉛焊料高，有實驗指出，在240時，錫鉛焊料表面張力為396mNm、錫銀銅焊料為4718mNm、由于表面張力的差異，其

35、擴散率比錫鉛焊料低15左右。其宏觀效果就是浸潤性、擴展性差。 無鉛焊料的抗氧化性能比較差，用來表征金屬抗氧化性能的指標有多種，現在用金屬氧化物的吉布斯（Gibbs）自由能來表征。常見金屬氧化物的Gibbs自由能見表5-3：從表中可以看出SnO2的Gibbs自由能低，即SnO2最容易生成，故焊料合金含Sn量越高，焊料就越容易氧化。 通過上面一系列的實驗數據，可以得到結論： 1、無鉛焊料的力學性能除塑性、韌性不如錫鉛焊料，其他指標都優(yōu)于錫鉛共晶。 2、無鉛焊料的可焊接性比錫鉛共晶的差。 3、無鉛焊料的熔點溫度比錫鉛共晶的高。 4、無鉛焊料的焊點的導電、導熱性能比錫鉛共晶焊料的好。 5、無鉛焊料表面張力比有鉛焊料高，由于表面張力的差異，其擴散率比錫鉛焊料低15左右，其宏觀效果就是浸潤性、擴展性差。Sn-Ag系二元合金 Sn-3.5 wtAg二元系共晶焊料作為高熔點焊料在無鉛導入以前就已經開始應用。其狀態(tài)圖如圖所示 錫銀系焊料作為錫鉛替代品已在電子工業(yè)使用了多年。它能在長時間內提供良好的粘力。在再流焊時無需氮氣保護, 其浸潤性和擴散性與錫鉛系焊料相近, 并且錫銀系的助焊劑殘留外觀比錫鉛系的殘留還要好, 基本無色透明。而且還在合金的電導率、熱導率和表面張力等方面與錫鉛合金不相上下。Sn-Ag-Cu三元合金 在Sn-Ag合金里添加Cu，