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錫膏制造基礎講座之一 合金焊粉

                                                 錫膏制造基礎講座之一     合金焊粉

      合金焊粉是構成錫膏的主要成分之一,合金焊粉是指由不同種合金成分按照一定的比例熔融后經過霧化、離心以及超聲波等方法研制而成的金屬合金顆粒粉末。金屬合金粉末在錫膏的組成比重中占有90%左右的質量比重。

      電子組裝焊料是一種低溫軟釬焊料,是通過其自身吸熱熔化和凝固將兩種或多種金屬母材實現機械和電氣聯接的一種材料。 在電子組裝中,傳統使用的軟釬焊的焊料主要是指錫(Sn)鉛(Pb)合金,后來漸漸發展到含金、銀、銅、銦,鉍,銻,鎵,鈷,鎳,鍺等金屬合金成分。

 

1,常用合金焊粉的種類

 

(1)各國主流無鉛銲錫合金:

 美國NEMI:Sn-3.9Ag-0.6Cu (SAC396)

 日本JEIDA:Sn-3.0Ag-0.5Cu (SAC305)

 歐  盟EU :Sn-3.8Ag-0.7Cu (SAC387)

(2)錫膏行業常用合金焊粉(僅供參考,更多合金請咨詢深圳市福英達公司銷售部

 

低溫應用:           Sn43/Pb43/Bi14                      

                          Sn42/Bi58

中    溫:           Sn63 /Pb37

高溫、無鉛、高張力:

                          Sn96/Ag4

                         Sn95/Sb5

                         Sn96.5/Ag3.0/Cu0.5

                         Sn95.5/Ag3.8/Cu0.7

高溫、高張力:

                         Sn10/Pb90

                        Sn10/Pb88/Ag2

                        Sn5/Pb93.5/Ag1.5

 

2,常用生產合金焊粉方法

 

(1)氣體霧化法

(2)離心霧化法

(3)超聲法

       目前主流制造焊粉采用的是離心霧化法,例如美國阿爾法,日本千住,日本koki,日本田村等采用的就是這種方法;德國賀利氏以及法國IPS等采用的是超聲法。

采用離心霧化方法的優點主要有:

①適合于細微顆粒的生產

②能夠有效的控制錫粉顆粒表面的氧化層厚度

③可使錫粉顆粒的氧化物含量保持較低狀態

 

 

3,合金焊粉的生產設備(離心霧化法)

 



4,合金焊粉生產關鍵點

(1)合金顆粒直徑的分布直接影響錫膏的流變性及印刷性能 .例如錫膏的滾動性﹑脫模性能以及錫膏的倒塌阻抗等等﹒對于不同的fine pitch元件來說﹐選擇合適的顆粒直徑的錫膏尤為重要。

 

(2)其次﹐合金氧化物的含量應該控制在盡可能低的水平。為了減少氧化物的含量﹐合金顆粒直徑在20μm以下所占的比例應該保持在盡可能低的水平﹒這是因為這樣能夠使合金顆粒的表面積相對減少﹐從而可減少了氧化物的含量。反之﹐如果氧化物的含量保持較高的水平﹐其結果是在REFLOW階段導致錫球的產生。


5,合金焊粉的要求

   ①合金配比穩定一致

   ②尺寸分布穩定一致

    ③錫粉外形穩定一致(一般為球形)

    ④氧化程度低(表面污染程度低)


 
 


6,使用較細合金焊粉(Type 4,Type 5,Type 6)優缺點

(1)優點

     提高細間距焊盤的印刷性能

     提高耐坍塌性能

     提高濕強度

     增加潤濕/活化面積

(2)局限

     錫粉顆粒被氧化的幾率增加

     錫珠缺陷的發生幾率增加

7,合金焊錫粉粒徑選擇和篩選

 

Type

不得大于

最多1 wt%大于

至少80 wt%介于

最多10 wt%小于

1

160

150

150-75

20

2

80

75

75-45

20

3

50

45

45-25

20

Type

不得大于

最多1 wt%大于

至少90 wt%介于

最多10 wt%小于

4

40

38

38-20

20

5

30

25

25-15

15

6

20

15

15-5

5

 

 

 

 

 

 


   

 8,常見焊錫粉的合金相關參數介紹

項目

合金

SnPb系列錫膏

Sn-Ag-Cu系列錫膏

Sn-Zn-Bi系列錫膏

Sn-Bi系列低溫錫膏

熔點

183℃

217-219℃

187-197℃

138℃

擴散性

尚可

尚可

吃錫性

尚可

尚可

結合強度

尚可

尚可

表面張力

光澤度

光亮

呈現霧狀

呈現霧狀

呈現霧狀

推拉強度

單價成本










   


       9,  篩選方法

 規格

使用篩網目數

顆粒尺寸

參照標準

2#

-200/+325目
-200/+325 mesh

>75 um            45-75 um
max 1wt%       <45 um="" br="">                         max 5.0wt%

J-STD-005

2.3#

230/+400目
-230/+400 mesh

>63um            38-63 um
max 1wt%       <38 um="" br="">                         max 5.0wt%

J-STD-005

3#

320/+500目
-320/+500 mesh

>45 um            25-45 um
max 1wt%       <25 um="" br="">                      max 10wt%

J-STD-005

4#

200/+325目
-200/+325 mesh

>38um            20-38 um
max 1wt%       <20 um="" br="">                         max 5.0wt%

J-STD-005

5#

-400/+500目
-400/+500 mesh

>25 um            15-25 um
max 1wt%       <15 um="" br="">                         max 5.0wt%

J-STD-005


10,工業上篩選錫基釬料常用合金釬料篩網形態 

 


11,普通合金焊錫粉含氧量(深圳市福英達工業技術有限公司產品標準)

 

規格

顆粒尺寸

含氧量(ppm)

2#

45-75um

<60< span="">

2.3#

38-63um

<70< span="">

3#

25-45um

<90< span="">

4#

20-38um

<120< span="">

5#

15-25um

<150< span="">

6#

5-15um

<350< span="">

7#

2-11um

<350< span="">

8#

2-7um

<350< span="">

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