锡膏使用方法及注意事项的可行性研究报告

第一节 锡膏的简介

锡膏灰色膏体。焊锡膏是伴随着SMT应运而生的一种新型焊接材料，是由焊锡粉、助焊剂以及其它的表面活性剂、触变剂等加以混合，形成的膏状混合物。主要用于SMT行业PCB表面电阻、电容、IC等电子元器件的焊接。（可行性研究报告）

第二节 锡膏的使用方法

1.保存方法

锡膏的保管要控制在1-10℃的环境下；锡膏的使用期限为6个月（未开封）；不可放置于阳光照射处。

2.使用方法（开封前）

开封前须将锡膏温度回升到使用环境温度上（25±2℃），回温时间约3-4小时，并禁止使用其他加热器使其温度瞬间上升的做法；回温后须充分搅拌，使用搅拌机的搅拌时间为1-3分钟，视搅拌机机种而定。

3.使用方法（开封后）

1)将锡膏约2/3的量添加于钢网上，尽量保持以不超过1罐的量于钢网上。

2)视生产速度，以少量多次的添加方式补足钢网上的锡膏量，以维持锡膏的品质。

3)当天未使用完的锡膏，不可与尚未使用的锡膏共同放置，应另外存放在别的容器之中。锡膏开封后在室温下建议24小时内用完。

4)隔天使用时应先行使用新开封的锡膏，并将前一天未使用完的锡膏与新锡膏以1：2的比例搅拌混合，并以少量多次的方式添加使用。

5)锡膏印刷在基板后，建议于4-6小时内放置零件进入回焊炉完成着装。

6)换线超过1小时以上，请于换线前将锡膏从钢板上刮起收入锡膏罐内封盖。

7)锡膏连续印刷24小时后，由于空气粉尘等污染，为确保产品品质，请按照“步骤4）”的方法。

8)为确保印刷品质建议每4小时将钢板双面的开口以人工方式进行擦拭。

9)室内温度请控制与22-28℃，湿度RH30-60%为最好的作业环境。

10)欲擦拭印刷错误的基板，建议使用工业酒精或工业清洗剂

第三节 锡膏的注意事项

搅拌

1）手工搅拌：将锡膏从冰箱中取出，待回复室温后再打开盖（在25℃下，约需等三至四个小时），以搅拌刀将锡膏完全搅拌。如果封盖破裂，锡膏会因吸收湿气变成锡块。

2）用自动搅拌机：如果锡膏从冰箱中取出后，只有短暂的回温，便需要利用自动搅拌机。使用自动搅拌，并不会影响锡膏的特性。经过一段搅拌的时间后，锡膏会渐渐回温。如果搅拌时间过长，可能会导致锡膏比操作室温还高，造成锡膏整块倾倒在板材上，而在印刷时产生流动（bleeding），因此千万要小心。由于不同的机器，室温及其它条件的变化，会造成需要不同的搅拌时间，因此在进行之前，请准备足够的测试。

印刷条件

刮刀 金属制品或氨基钾酸脂制品（硬度80-90度）

刮刀角度 50-70度

刮刀速度 20-80㎜/s

印刷压力 10-200 KPa

安装时间

在施印锡膏后六小时内，完成零件安装工作，如果搁置太久，将导致锡膏硬化，使得零件插置失误。

注意事项

1） 个人之生理反应、变化不同。为求慎重，在操作时，应尽量避免吸入溶剂在操作时释放的烟气，同时避免皮肤及粘膜组织接触太长时间。

2）锡膏中含有机溶剂。

3）如果锡膏沾上皮肤，用酒精擦拭干净后，以清水彻底冲洗。

第四节 锡膏的存在问题

焊膏的回流焊接是用在SMT装配工艺中的主要板级互连方法，这种焊接方法把所需要的焊接特性极好地结合在一起，这些特性包括易于加工、对各种SMT设计有广泛的兼容性，具有高的焊接可靠性以及成本低等；然而，在回流焊接被用作为最重要的SMT元件级和板级互连方法的时候，它也受到要求进一步改进焊接性能的挑战，事实上，回流焊接技术能否经受住这一挑战将决定焊膏能否继续作为首要的SMT焊接材料，尤其是在超细微间距技术不断取得进展的情况之下。下面我们将探讨影响改进回流焊接性能的几个主要问题，为发激发工业界研究出解决这一课题的新方法，我们分别对每个问题简要介绍如下：

元件固定

双面回流焊接已采用多年，在此，先对第一面进行印刷布线，安装元件和软熔，然后翻过来对电路板的另一面进行加工处理，为了更加节省起见，某些工艺省去了对第一面的软熔，而是同时软熔顶面和底面，典型的例子是电路板底面上仅装有小的元件，如芯片电容器和芯片电阻器，由于印刷电路板（PCB）的设计越来越复杂，装在底面上的元件也越来越大，结果软熔时元件脱落成为一个重要的问题。显然，元件脱落现象是由于软熔时熔化了的焊料对元件的垂直固定力不足，而垂直固定力不足可归因于元件重量增加，元件的可焊性差，焊剂的润湿性或焊料量不足等。其中，第一个因素是最根本的原因。如果在对后面的三个因素加以改进后仍有元件脱落现象存在，就必须使用SMT粘结剂。显然，使用粘结剂将会使软熔时元件自对准的效果变差。

未焊满

未焊满是在相邻的引线之间形成焊桥。通常，所有能引起焊膏坍落的因素都会导致未焊满，这些因素包括：1，升温速度太快；2，焊膏的触变性能太差或是焊膏的粘度在剪切后恢复太慢；3，金属负荷或固体含量太低；4，粉料粒度分布太广；5；焊剂表面张力太小。但是，坍落并非必然引起未焊满，在软熔时，熔化了的未焊满焊料在表面张力的推动下有断开的可能，焊料流失现象将使未焊满问题变得更加严重。在此情况下，由于焊料流失而聚集在某一区域的过量的焊料将会使熔融焊料变得过多而不易断开。

除了引起焊膏坍落的因素而外，下面的因素也引起未满焊的常见原因：1，相对于焊点之间的空间而言，焊膏熔敷太多；2，加热温度过高；3，焊膏受热速度比电路板更快；4，焊剂润湿速度太快；5，焊剂蒸气压太低；6；焊剂的溶剂成分太高；7，焊剂树脂软化点太低。

断续润湿

焊料膜的断续润湿是指有水出现在光滑的表面上（1.4.5.），这是由于焊料能粘附在大多数的固体金属表面上，并且在熔化了的焊料覆盖层下隐藏着某些未被润湿的点，因此，在最初用熔化的焊料来覆盖表面时，会有断续润湿现象出现。亚稳态的熔融焊料覆盖层在最小表面能驱动力的作用下会发生收缩，不一会儿之后就聚集成分离的小球和脊状秃起物。断续润湿也能由部件与熔化的焊料相接触时放出的气体而引起。由于有机物的热分解或无机物的水合作用而释放的水分都会产生气体。水蒸气是这些有关气体的最常见的成份，在焊接温度下，水蒸气具极强的氧化作用，能够氧化熔融焊料膜的表面或某些表面下的界面（典型的例子是在熔融焊料交界上的金属氧化物表面）。常见的情况是较高的焊接温度和较长的停留时间会导致更为严重的断续润湿现象，尤其是在基体金属之中，反应速度的增加会导致更加猛烈的气体释放。与此同时，较长的停留时间也会延长气体释放的时间。以上两方面都会增加释放出的气体量，消除断续润湿现象的方法是：1，降低焊接温度；2，缩短软熔的停留时间；3，采用流动的惰性气氛；4，降低污染程度。

低残留物

对不用清理的软熔工艺而言，为了获得装饰上或功能上的效果，常常要求低残留物，对功能要求方面的例子包括“通过在电路中测试的焊剂残留物来探查测试堆焊层以及在插入接头与堆焊层之间或在插入接头与软熔焊接点附近的通孔之间实行电接触”，较多的焊剂残渣常会导致在要实行电接触的金属表层上有过多的残留物覆盖，这会妨碍电连接的建立，在电路密度日益增加的情况下，这个问题越发受到人们的关注。

显然，不用清理的低残留物焊膏是满足这个要求的一个理想的解决办法。然而，与此相关的软熔必要条件却使这个问题变得更加复杂化了。为了预测在不同级别的惰性软熔气氛中低残留物焊膏的焊接性能，提出一个半经验的模型，这个模型预示，随着氧含量的降低，焊接性能会迅速地改进，然后逐渐趋于平稳，实验结果表明，随着氧浓度的降低，焊接强度和焊膏的润湿能力会有所增加，此外，焊接强度也随焊剂中固体含量的增加而增加。实验数据所提出的模型是可比较的，并强有力地证明了模型是有效的，能够用以预测焊膏与材料的焊接性能，因此，可以断言，为了在焊接工艺中成功地采用不用清理的低残留物焊料，应当使用惰性的软熔气氛。

间隙

间隙是指在元件引线与电路板焊点之间没有形成焊接点。一般来说，这可归因于以下四方面的原因：1，焊料熔敷不足；2，引线共面性差；3，润湿不够；4，焊料损耗枣这是由预镀锡的印刷电路板上焊膏坍落，引线的芯吸作用（2.3.4）或焊点附近的通孔引起的,引线共面性问题是新的重量较轻的12密耳（μm）间距的四芯线扁平集成电路(QFP枣Quad flat packs)的一个特别令人关注的问题,为了解决这个问题,提出了在装配之前用焊料来预涂覆焊点的方法(9),此法是扩大局部焊点的尺寸并沿着鼓起的焊料预覆盖区形成一个可控制的局部焊接区,并由此来抵偿引线共面性的变化和防止间隙,引线的芯吸作用可以通过减慢加热速度以及让底面比顶面受热更多来加以解决,此外,使用润湿速度较慢的焊剂,较高的活化温度或能延缓熔化的焊膏(如混有锡粉和铅粉的焊膏)也能最大限度地减少芯吸作用.在用锡铅覆盖层光整电路板之前,用焊料掩膜来覆盖连接路径也能防止由附近的通孔引起的芯吸作

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