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关于如何获得优质SMT焊膏印刷质量的探讨

文章出处:深圳市龙合自动化设备有限公司发表时间:2020/3/6 15:00:17【

  优质SMT焊膏印刷质量探讨

表面贴装技术自本世纪六十年代问世以来,经过三十年的不断发断,贴装设备向速化、高精度、适合柔性生产的方向发展;刮板类型、模板类型 、化学腐蚀模板、激光切割模板、电铸成型模板,这些5种类型的表面贴装器件值得生产效能向高集成化、超小型封装发展。

表面贴装典型的工艺流程是:焊膏印刷到贴装器件到回流焊接到测试。在表面贴装工艺控制过程中,优质的焊膏印刷质量,就要对焊膏选择、模板制作和印刷过程中工艺参数及工艺管理等进行严格控制。

一、 焊膏的选择焊膏(Solder Paste)是一种回流焊工艺要求的混合物,包含金属粉状的焊料、焊剂、作为载体的有机材料、各种成分的悬浮媒质以及其他添加剂。焊膏选择的基本原则是:

 ① 合金粉末的颗粒大小及形状;

 ② 金属粉末的含量;

 ③ 焊剂类型; 

④ 焊膏的稳定性。 

1. 焊料颗粒的尺寸一般为-200目/+325目,即至少99%重量百分比的粉末颗粒能通过200(孔/in2)目的网,少于20%重量百分比的粉末颗粒能通过325目的网,该尺寸以外的颗粒以不多于10%为宜。在有0.5mm脚间距的器件印刷焊膏时,焊料颗粒尺寸应比常规小,可以选用颗粒尺寸是-300目+500目的焊膏。


 2. 焊料粉末的形状决着粉末的氧化物含量,也决定着焊膏的可印性。球形焊料粉末在给定体积下总表面积最小,减少了可能发生的表面氧化的面积,并且一致性好,为使焊膏具备优良的印刷性能创造了条件。借助焊膏黏度测试仪可以从显示器上检测到焊粉末的形状。 


3. 焊膏中金属的含量决定着焊缝的尺寸。随着金属所占百分含量的增加,焊缝尺寸也增加。但在给定黏度下,随金属含量的增加,焊料的桥连的倾向也相应增大。焊膏厚度一定时,金属含量对回流焊厚度的影响金属含量% 厚度 (in) 湿焊膏 回流焊后焊料 90 0.009 0.0045 85 0.009 0.0035 80 0.009 0.0025 75 0.009 0.0020 回流焊后要求器件管脚焊接牢固,焊量饱满、光滑并在器件(阻容器件)端头高度方向上有1/3—2/3高度的焊料怎么爬长。从上表可以看出随着金属含量的减少,回流焊后焊料的厚度减少,为了满足对焊点的焊锡膏量的要求,通常选用85%--92%金属含量的焊膏,焊膏制作厂商一般将金属含量控制在89%或90%,使用效果越好。 


4. 焊剂是焊膏载体的主要组分之一,现有的焊膏焊剂有三大类型:

R型(松香焊剂)

RMA型(适度活化的松香)

RA型(全部活化的松香)

一般采用的是含有RMA型焊剂是以松香和称为活化剂的盐溶液组成的。这种焊剂靠盐激活,适合于消除轻微的氧化膜及其它污染,增加了熔化的焊料与焊盘、元件端焊头或孔线之间的润湿作用。它还可以作为回流焊之前的临时性粘合剂,使表面贴装器件在放置和传送过程中,始终固定在相应位置而不发生偏移,有些品牌的贴片机特别是高速贴片机,由于贴装速度快,贴片头和印刷板均要高速移动,此时这种特性尤为重要。


 5. 焊膏在印刷后到回流焊前,要经过传输、贴片等工艺,焊膏在空气中有一段停留时间。另外,工作环境温度有时也有波动,而且在新品项目试生产过程中,由于贴片机供料器可器件封装形式等问题,有些器件要求手工进行贴放,因此焊膏在空气中停留的时间相对更长一些,这就要求焊膏的稳定性要好,焊剂的损失要慢,工作寿命要长。 


6. 焊膏是触变性流体,当有恒定剪切应力或拉伸应力作用时,焊膏黏度随时间的延长而减小,这就意味着其结构逐渐瓦解,焊膏黏度随作用于其上的剪切应力的增加而降低,同时其黏度对温度也很敏感,随温度的升高黏度降低。漏印模板所用焊膏黏度为300-700Pa.s. 增加剪切应力和升高温度对具有相同多属含量和焊剂载体的焊膏黏度的影响焊膏制作厂商,会在按固定配方配置焊膏之后,对焊膏黏度进行测量。根据焊膏的敏感特性,在使用焊膏前除对其进行测试,一方面抽测焊膏品质稳定性,同时可以保证生产中使用的焊膏度与出厂配置焊膏黏度基本一致,发挥较好的使用效应。

此时要注意的是:测试设备及黏度单位是否与焊膏制作厂商使用的一致,如不一致要进行换算后方可得出正确的结论。