焊錫膏助焊劑清洗劑OSP油墨錫膏制造與相關(guān)參數(shù)錫膏的特性和各項(xiàng)參數(shù):組成部分:錫粉主要指標(biāo):成分和大小

助焊劑主要指標(biāo):松香,活性劑,觸變劑和溶劑錫粉的成分直接影響到錫膏的熔點(diǎn)和可靠性等.錫粉的直徑大小分類按IPC標(biāo)準(zhǔn)可以分為幾類,市場上常見的是三號和四號錫粉.松香和活性劑都有預(yù)防氧化的功能,松香還有去除氧化的功能.觸變劑的主要作用是防止各成分的分離.溶劑的主要功能是溶解錫膏的各項(xiàng)成分,使各成分能夠均勻分布.各成分的性能指標(biāo):錫粉:可印刷性,錫球分布,焊接溫度.松香:可印刷性,焊接特性,預(yù)防潮濕的性能.活性劑:焊接特性,錫球防止性,粘度的穩(wěn)定性.觸變劑:可印刷性,埸陷流掛性(包括熱流掛和冷流掛)溶劑:置放時(shí)間,熱流掛和印刷時(shí)間SolderPowderThixotropyAgentActivatorResinSolvent錫粉的制造過程:錫粉由液態(tài)焊料通過離心器的作用,最后經(jīng)過分類而得出我們所需要的錫粉.整個(gè)過程中我們需要控制氧氣的含量.同時(shí)分類時(shí)我們會根據(jù)要求而篩選.LiquidsolderSolderpowderO2control有鉛焊錫粉末合金銲錫粉末=錫鉛合金或是添加其他特殊金屬合金比例錫鉛銀熔點(diǎn)(℃)備註63/376337183共晶銲錫含銀2%62362179~183*添加銀(Ag)金屬會使強(qiáng)度硬度增加，連機(jī)械強(qiáng)度耐疲勞也會增加。*添加鉍(Bi)金屬會降低熔點(diǎn)並使焊點(diǎn)變得又硬又脆，使焊點(diǎn)產(chǎn)生斷裂，但其導(dǎo)電性奇佳。*鋅(Zn)是錫膏中極欲排除雜質(zhì)之一，無法與錫鉛融合，經(jīng)時(shí)變化後會析出，易造成焊點(diǎn)斷裂。錫膏中助焊劑的配比:A類B類添加劑:鹵化物中性有機(jī)酸：活化錫鉛表面胺類：活化銀表面有機(jī)酸：高溫下配合助焊劑除污氯化胺（RA）溶劑：溶解固化物、活性劑，需有揮發(fā)速率及沸點(diǎn)（坍塌、空洞）觸變劑：印刷成型潤濕劑增黏劑：保持貼片后，REFLOW前黏性防氧化劑：防止焊粉氧化，酚類表面活性劑：降低焊劑表面張力，增加焊劑對焊粉及焊盤的親潤性其它：廠家專利相關(guān)測試參數(shù):金屬含量錫球粘度SIR(表面阻抗測試)銅鏡鉻酸銀試紙粘力塌落性可焊性助焊劑絕緣性酸度（mgKOH/g)鹵化物含量影響粘度的因素:焊膏中的金屬含量助焊劑的粘度溫度焊膏壽命、儲存情況預(yù)攪拌粘度金屬含量錫膏的測試(一):坍塌測試?yán)涮鷾y試，#1板在25+/-5

C和濕度為50+/-10%的環(huán)境下放置30分鐘

熱坍塌測試，#2板在150+/-10

C的電爐上加熱10至15分鐘，然后冷卻到室溫錫膏的測試(二):錫球:錫球測試是測試錫膏回流后，在未潤濕的底板上出現(xiàn)的小錫球

測試方法依照IPC-TM-650的2.4.43

回流后將樣板放在10X或20X的顯微鏡下觀察無成簇或大錫球

顯微鏡下的錫粉錫膏的測試(三):粘度測試

:粘著力測試非常重要，對于測試在高速貼片過程中，錫膏對電子元件的粘接能力

粘著力的測試方法依照IPC-TM-650的2.4.44錫膏的測試(四):擴(kuò)展率測試

:擴(kuò)展率是衡量錫膏活化性能的一個(gè)指標(biāo)錫膏的測試(五):溶熔性測試:試驗(yàn)基板為陶器板試驗(yàn)溫度為錫膏熔點(diǎn)加上50℃合格品不合格品錫膏的測試(六):焊接性測試:試驗(yàn)基板為銅制板試驗(yàn)溫度為錫膏熔點(diǎn)加上50℃

Sn-Pb-0.4Ag

Sn-3Ag-0.5Cu

錫膏的分類:從原料方面可以分為有鉛和無鉛錫膏例:TAMURA有鉛

RMA-20-21

無鉛:TLF-204-111從焊接條件上可以分為高溫焊接和低溫焊接用錫膏例:TAMURA低溫:

TLF-401-11低溫焊接用錫膏曲線焊錫粉末顆粒(一)一、單位類別1、mesh:使用每英吋網(wǎng)目篩選所需焊錫粉末大小，通常用於不規(guī)則形狀之焊錫粉末。2、μm:公制單位(10-3mm)，使用光學(xué)檢測篩選所需焊錫球徑大小，粉末為規(guī)則形狀(真圓形)才適用。mesh200250270325400500600μm74635344373125焊錫粉末顆粒(二)二、粉末形狀1、不規(guī)則型:印刷後易下塌造成短路，球徑大小也難一致，較不適合finepitch印刷作業(yè)。2、規(guī)則型:因?yàn)槭乔蛐蔚年P(guān)係，球徑大小也較規(guī)則，較適合finepitch印刷作業(yè)，另外球型粉末在不活性氣體中製造，所以焊錫氧化率較低。錫粉的分布圖:錫膏的粘度和觸變值:良好的錫膏粘度值應(yīng)在160Pa?s--240Pa?s之間.(PCU-20510rpm25℃)觸變值(TI)應(yīng)在0.4-0.7之間.TI=log(viscosityof3rpm/viscosityof30rpm)轉(zhuǎn)速(RPM)10330200300100TIisbigTIissmall粘度存貯與運(yùn)輸錫膏的存貯:存貯溫度的要求:錫膏需保存在10℃以下,根據(jù)原料不同,保質(zhì)期為制造成品后90天或者180天.存貯運(yùn)輸?shù)囊?需使用冷凍設(shè)備保存運(yùn)輸或者利用冰袋.錫膏的回溫與攪拌:TAMURA錫膏從冷藏環(huán)境中取出后需在常溫下回溫1.5-3小時(shí)TAMURA錫膏回溫完成后需要攪拌2-5分鐘NGNGOK印刷PRINT錫膏與印刷條件(參考值)QFP腳距0.65mm0.5mm0.3mm錫粉末形狀:不規(guī)則規(guī)則○○╳○╳○焊錫粉末最大粒徑75μm50μm30μm錫膏黏度(Pa.s)200~250180~220160~200鋼版厚度(mm)0.20.18~0.150.08~0.10鋼版的開口幅(mm)0.30~0.350.22~0.250.12~0.15鋼版與基板間隙(mm)0.3~0.500刮刀速度(mm/sec)30-12040-10030-90觸變值的大小與印刷關(guān)系:

Small(low)TIBig（high)no-goodSlumpgoodno-goodSolderoozinggoodgoodPasterollingno-goodgoodTackytosqueegeeno-good刮刀的類型:TypeMaterialMeritsDemeritsUserPolyurethaneEconomicalGapPrintingSolderoozingVeryFewPolyurethaneSharpPrintingSolderoozingNotEconomicalVeryFewPolyurethaneAngleAdjustabilityDifficultinPressureSettingGoodforStencilGeneralSUSSUSCoatingEasyControlPoorforStencilPopular錫粉直徑與鋼網(wǎng)開孔之間的聯(lián)系(一)referenceRelationshipstencilopeningandsolderpowderRelationshipstencilthicknessandsolderpowderStencilopeningThicknessPrintingabilitySquarepatternRoundpatternVery–goodover6powderover10powderover5powderGood5powder8powder4powderNo-goodless4powderless7powderless3powder錫粉直徑與鋼網(wǎng)開孔之間的聯(lián)系(二)stencilSolderPowder(μm)PitchSize(mm)StencilThickness(μm)38-630.5150-20038-4520-450.4120-15020-380.3100-120ReferenceData關(guān)於印刷速度印刷速度如太快，會發(fā)生虛印、漏印或錫膏量不足(錫膏印刷時(shí)下降未完全)。相反印刷速度太慢，錫膏雖有充分時(shí)間下降，但鋼版與基板接觸時(shí)間過長，而使錫膏流至反面，造成錫膏拉絲而出現(xiàn)小錫珠。當(dāng)錫膏黏度太低，再連續(xù)印刷時(shí)易造成滲漏下塌而產(chǎn)生短路。良好印刷狀態(tài)錫膏量不足印刷速度太快錫膏量過多印刷速度太慢關(guān)於印刷壓力印刷壓力過大時(shí)，鋼版前端會彎曲，易造成錫膏滲透，而產(chǎn)生小錫珠。相反如印刷壓力不足，無法達(dá)到良好印刷效果，可能會造成漏印虛印等等現(xiàn)象。適當(dāng)印刷壓力不但可保護(hù)鋼版、刮刀更可確保產(chǎn)品良率穩(wěn)定。印壓過強(qiáng)造成滲漏易發(fā)生短路印壓不足鋼版上錫膏殘留易產(chǎn)生空焊印刷速度太快>>調(diào)整印刷速度鋼網(wǎng)不下錫>>調(diào)整脫網(wǎng)速度刮刀壓力過大>>減小刮刀壓力

印刷不良模擬圖片(一)減小印刷壓力減小刮刀速度檢查鋼網(wǎng)是否與PCB對準(zhǔn)檢查錫膏粘度與觸變值印刷不良模擬圖片(二)不良現(xiàn)象解析(參考):錫珠產(chǎn)生的原因(一):印刷過后網(wǎng)板上沾有流掛的錫.錫粉氧化錫膏超過了保質(zhì)期限錫珠產(chǎn)生的原因(二):錫膏印刷量過大鋼網(wǎng)開孔不佳印刷速度過慢錫珠解決方案(參考):改變鋼網(wǎng)開孔方式調(diào)整鋼網(wǎng)厚度(例如:從0.15mm改為0.12mm)錫珠現(xiàn)象影像:立碑現(xiàn)象的原因分析:PCB板溫不均勻PAD水平高度不統(tǒng)一鋼網(wǎng)開孔方式不佳PS:含有少量銀元素的錫膏此不良會有明顯減少.立碑現(xiàn)象解析:PCB預(yù)熱不夠,在進(jìn)入回流前焊點(diǎn)溫度不均,造成焊錫的熔融時(shí)間不統(tǒng)一,一側(cè)張力較大.PAD焊點(diǎn)高度不水平錫膏印刷不良鋼網(wǎng)未做防立碑處理(參考)空洞(VOID)現(xiàn)象解析:ReflowVoid由于無鉛錫膏的成分特性,存在于錫膏中的氣體或產(chǎn)生的氣體相對于有鉛錫膏難于“冒泡”而出!回流焊接溫度曲線TAMURA有鉛錫膏回流曲線050100150200251301702102500.5-3°C/sec130-170°C,60-120sec1-4°C/sec200°Cover30-45sec210-230°CPeaktemp.Pre-heatzoneDecreasezoneRefloezoneCoolingzoneRateBRateCCool1-4°C/secTAMURA無鉛標(biāo)準(zhǔn)回流曲線Time(s)Temp.(℃)MeltingTimePreheatRecommended：180-200℃finaltime:60-120sec?Toolow.：Difficultyofpeaktemperatureincreaseinsolderballincreaseintombstonephenomenon?Toohigh：non-meltingdownofspreadfactordownofselfalignmenteffectReflowpeakandtimeRecommended：235～240℃over220℃,20-60sec?Changeinyieldofvoid?Toolow：downofspreadfactornon-melting?Toohigh：surfaceroughnessHeatingRecommended：1～3℃/s?Toofast：moreslumpincreaseinchipsideballincreasesolderballCoolingspeedrecommended：2～5℃/s?Tooslow：PossibilityjointReliabilitydown?Toofast：PossibilityChipshiftTAMURA無鉛標(biāo)準(zhǔn)回流曲線(二):Temp.(℃)MeltingTimePreheattimeislong,temp.ishighso⊿Tofpeak-temp.becamesmall.ProfileforPb-freeNeedtochangereflowcondition！回流爐設(shè)置與焊接效果聯(lián)系:ZoneConditionPhenomenonCausesPreheatTemperatureHigh

SmallsolderballOxidationofpowderLow

Manhattan,wickingPCB’stemp.imbalanceTimeLong

SmallsolderballOxidationofpowderShort

Manhattan,wickingPCB’stemp.imbalanceReflowTemperatureHigh

WickingOxidationofsolderLow

No-melting(no-etting)NotenoughcalorieTimeShortNotgoodwettingNotenoughcalorie錫膏在回流中的各階段:無鉛錫膏的PROFILE注意事項(xiàng)不同廠商PROFILE有區(qū)別.金屬成分相同但錫膏內(nèi)焊劑不同對曲線有影響.廠商推薦曲線有一定的范圍值.原因是因?yàn)榭蛻舢a(chǎn)品或者設(shè)備的不同.曲線預(yù)熱對焊接的影響:Time（s）Temperature（℃）05010015020025018013022085s30s０１２０２４０PREHEAT溫度影響:Preheattemperature130～180℃?85s190～200℃?90sWettabilitydownandsurfaceroughness無鉛的“自我”角度調(diào)整能力(一)Sn/Ag/CuSn/Pb無鉛的“自我”角度調(diào)整能力(二)相對于有鉛制程,無鉛制程要求更高的置件精度,以滿足對于焊接后的精度要求.有鉛的“糾正”影像:BGA焊接后檢測:由于BGA的特殊性,所以給檢測帶來了一些難度,但通過儀器設(shè)備,還是能夠進(jìn)行全面的檢測.BGA的自我糾正能力:(參考)軌道速度對曲線影響:85s165s255s105s60s30s1.0m/min0.6m/min0.4m/min0120240360480100150200軌道速度對曲線影響:

CrackUnevenfluxresidue1.0M/min0.8M/min0.6M/min溫潤性對焊接的影響(一):TAMURAproductRivalmanufacturerARivalmanufacturerBSteadywettingUnstablewetting0.8mmP1.0mmP溫潤性對焊接的影響(二):

ＮewproductOldgoods新產(chǎn)品的VOID控制:AfterpassingreflowonceAfterpassingreflowtwiceAfterpassingreflowthreetimesNewOld無鉛焊點(diǎn)的結(jié)合強(qiáng)度:01020304050208218223228238Reflowpeaktemperature（℃）Jointstrengthof3216chip（N）020406080100Spreadfactor（%）JointstrengthSn/Ag/Cu/BiJointstrengthSn/Ag/CuSpreadingSn/Ag/Cu/BiSpreadingSn/Ag/CuPCB對焊接的影響:SurfacePb-FreeJointStrengthSurfaceFlatnessCostProductivityOSPGoodGoodGoodGoodGoodPrefluxGoodGoodAcceptableGoodGoodHASLAcceptableAcceptableNotacceptableAcceptableAcceptableNi/AuGoodNotacceptableGoodNotacceptableNotacceptablePAD對焊接的影響:60708090100NonSnPlatingSn-AgPlatingSn-BiPlatingSn-PbPlatingAuPlatingPdPlatingNonSnPlatingSn-AgPlatingSn-BiPlatingSn-PbPlatingCu42-AlloyTest:Sn/Ag/CumetalSpreadFactor(%)不同合金的不同外觀:Sn/PbSn/3Ag/0.5CuSn/3.5Ag/0.7Cu/3BiSn/3.5AgSn/58BiSn/2CuSn/3Bi/8ZnSn/3.5Ag/0.5Cu/8In不同合金的熔點(diǎn)曲線選取的其它因素:確定溫度曲線的要素：PCB層結(jié)構(gòu)/地線層等PCB尺寸/厚度/材料PCB上元器件密度焊盤材料類型回流爐的類型焊膏類型元器件的溫度敏感性測試爐溫的測點(diǎn)選擇:選擇測試點(diǎn)時(shí)應(yīng)考慮以下幾點(diǎn):測試點(diǎn)的選擇應(yīng)盡量分散大的地線焊盤元器件密度元器件材料元器件尺寸焊接夾具熱敏感元器件顏色的選擇(適用于紅外爐子)錫膏的無鉛進(jìn)程Japan1997IssuedRecycleInitiativeforAutoMobileregulation1998

ExecutionDisposalofWasteMatterregulation2001ExecutionHomeElectronicsProductRecycleregulation2001

ExecutionPollutantReleaseandTransferResisterregulationUSA1999

NEMITaskForce

RecommendSn/3.9Ag/0.6CuEU

Eco-labelregulationdraftforportablecomputergoods2006

WEEE：ProposalforadirectiveonWastefrom

ElectricalandElectronicEquipment(2004=>2008=>2006)日系產(chǎn)商無鉛化進(jìn)程SanyodenkiMarch2002Pb-freestart(everycompany1model）TDKApril2002allPb-freeMatsushitaMarch2003allPb-freeSonyMarch2005allPb-freeNECMarch2005allPb-freeFujitsuEndof2002allPb-freePioneerSeptember2002Pb-freestartSharpMarch2003Pb-freestartMitsubishiMarch2005allPb-freeHitachiMarch2005allPb-freeToshibaMarch2005allPb-freeAutomobileEndof2004allPb-free無鉛焊料合金成分與市場(一)Dip（Wave)AlloySn-3.0Ag-0.5CuSｎ-0.7Cu-NiSn-0.7Cu-SbMarketPublicwelfareIndustrymachine（BothsidesPCB）Publicwelfare（OnesidePCB）Publicwelfare（OnesidePCB）Ra