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技術資料7 常用合金焊錫粉選用及技術參數

常用合金焊錫粉選用及技術參數

 

          印刷錫膏是SMT生產中的第一道工序 ,也是最關鍵的一道工序。據有關資料,一般返工的印刷電路板( PCB )有60%是由于焊錫膏印刷質量差造成的。焊錫膏是由焊錫粉和助焊劑按一定比例配制而成的(其中w(焊錫粉)85%~90%) ,因此焊膏的印刷性、粘度、粉末氧化、塌邊(坍塌)性及攪溶性主要取決于焊粉的性質。

 1 焊錫粉的品質要求

       為提高焊膏印刷的均勻性和分辨率 ,通常要求焊錫粉顆粒尺寸均勻 ,粒度分布范圍小 (其最大尺寸與最小尺寸的粒子數不應超過10% ) ,球形度較高(粉末長寬比不超過1.5∶1),氧含量低,抗氧化性能好。

1.1 焊錫粉顆粒的直徑及粒度分布

       焊錫膏中 焊錫粉粒徑大小的選用主要由SMD產品的尺寸和組件引腳共同決定的,其直徑通常為模板開口尺寸的1/5。按焊粉顆粒大小及使用范圍將其分為Type 1粉、Type 2粉、Type 3粉和Type 4粉,其中Type 4粉為當前的主流產品。隨著電子產業的迅速發展,線路板上的電子器件的組裝密度越來越高,焊粉顆粒直徑向小于25μm微型化的方向發展,如Type 4粉、Type 5粉、Type 6粉。常見焊錫粉直徑及使用范圍見表:

          表1焊錫粉直徑及使用范圍

型號

網目代號

直徑
D/μm

通用間距

B/mm

2

- 200~ + 300

45~75

≥0.65

2.5

- 230~ + 500

25~63

≥0.5

3

- 325~ + 500

25~45

≥0.4

4

- 400~ + 500

25~38

≥0.4

5

- 400~ + 635

15~25

≥0.3

6

N.A

5~15

≥0.2

7

N.A

2~11

≥0.1

8

N.A

2-7

≥0.1

                   

                   

                           表2焊錫粉粒度分布要求

 

焊錫粉型號

     w (焊錫粉 ) /%

0

<1< span="">

 <80 span="">

<10< span="">

1

> 160μm

> 150μm

75μm~150μm

<20μm< span="">

2

> 80μm

> 75μm

75μm~45μm

<20μm< span="">

3

> 50μm

> 45μm

45μm~25μm

<20μm< span="">

4

> 40μm

> 38μm

38μm~25μm ( > 90% )

<20μm< span="">

5

> 30μm

 > 25 μm

25 μm~15μm( > 90% )

 < 15μm

6

> 20μm

> 15 μm

1 5 μm~5μm( > 90% )

 <5μm< span="">

  

 1.2 焊錫粉形貌

目前,焊錫粉按其形貌有球形和非球形兩種。球形粉流動性好 ,比表面積小,含氧量低 ,在相同的質量分數及相同顆粒尺寸范圍下制成焊膏粘度總體低于非球形粉,使用時不會阻塞噴注針孔,盲印或絲網漏印時不會遮住焊接空間,因而被用戶廣泛采用。焊錫粉形貌對焊膏性能的影響見表3。

                    表3焊錫粉形貌對焊膏性能的影響

 

球形

無定形

粘度

攪溶性

絲網堵塞性

粉末氧化性

塌邊性

球焊成型性

因塌邊性引起形成焊球可能性大

粉末粒度不均勻,因氧化而影起的可能性大

印刷性

較細 ,可用于塞網印刷

較粗,用于篩網和金屬網印刷

撒布器用

 適宜

稍不適

1.3 焊錫粉的成分

       傳統軟釬焊焊膏用合金成分一般為Sn-Pb合金。為適應環境保護的要求,從可焊性、抗氧化性、成本、毒性、廢棄物回收及資源方面考慮,近年來研究最適合作Sn-Pb焊料替代的主要有Sn-Ag、Sn-Cu、Sn-Ag-Cu三類合金系列,其中再流焊應用的主要是Sn-Ag、Sn-Ag- Cu兩類。

           常用的幾種無鉛焊合金與Sn-Pb性能比較見表4。   

性能比較

Sn-Bi

Sn-Cu

SnAg

Sn-Ag-Cu

Sn-Pb

合金特性

成分構成
w /%

Bi:2~4

Cu: 0.7

Ag: 3.5

Ag: 3.5

Cu: 0.7

Pb: 37

熔點θ /℃

213~227
良好

227
軟佳

216~221
良好

217~218
良好

183
優良

安全性能

潤濕性

優良

欠佳

良好

良好

優良

焊料溫度θ/℃

235~250

245~260

245~255

245~255

235~250

連接強度

欠佳

良好

優良

優良

優良

生產成本

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