PCBA加工锡膏成份、分类及选择

PCBA加工流程中重要环节SMT贴片工艺离不开焊膏的使用，焊膏是PCBA加工中的重要原材料之一，PCBA加工焊膏怎么选择影响SMT甚至是PCBA成品的质量，本文是关于PCBA加工中焊膏如何选用的探讨。

焊膏是由合金焊料粉、糊状助焊剂均匀混合而成的浆料或膏状体，因为绝大多数焊膏的主要金属成份是锡，所以焊膏也叫锡膏。锡膏是SMT工艺中不可缺少的焊接材料，广泛用于再流焊中。焊膏在常温下具有一定的粘性，可将电子元器件初粘在既定位置，在焊接温度下，随着溶剂和部分添加剂挥发，将被焊元器件互联在一起形成永久连接。

目前涂布锡膏多数采用SMT钢网漏印法，其优点是操作简便、快速、精确、制后即刻可用。但同时也有焊点的可靠性差、易造成虚焊、浪费焊膏、成本高等缺点。

一、锡膏的成份

焊膏主要由合金焊料粉末和助焊剂组成。其中合金焊料粉占总重量的85%～90%，助焊剂占15%～20%。

合金焊料粉末

合金焊料粉末是焊膏的主要成分，也是PCBA加工中选择焊膏最需考虑的因素。常用的合金焊料粉末有锡/铅(Sn-pb)、锡/铅/银(Su-Pb-Ag)、锡/铅/铋(Su-Pb-Bi)等，常用的合金成分为63%Sn/37%Pb以及62%Sn/36%Pb/2%Ag。不同合金比例有不同的熔化温度。

合金焊料粉末的形状、粒度和表面氧化程度对焊膏性能的影响很大。合金焊料粉末按形状分成无定形和球形两种。球形合金粉末的表面积小、氧化程度低、制成的焊膏具有良好的印刷性能。合金焊料粉末的粒度一般在200～400目。粒度愈小，粘度愈大；粒度过大，会使焊膏粘接性能变差；粒度太细，则由于表面积增大，会使表面含氧量增高，也不宜采用。

助焊剂

在焊膏中，糊状助焊剂是合金粉末的载体。其组成与通用助焊剂基本相同。为了改善印刷效果和触变性，有时还需加入触变剂和溶剂。通过助焊剂中活性剂的作用，能清除被焊材料表面以及合金粉末本身的氧化膜，使焊料迅速扩散并附着在被焊金属表面。助焊剂的组成对焊膏的扩展性、润湿性、塌陷、粘度变化、清洗性质、焊珠飞溅及储存寿命均有较大影响。

二、锡膏的分类

焊膏的品种很多，对在PCBA加工中如何选择造成一定的困扰，焊膏通常可按以下性能分类：

1、按合金焊料粉的熔点分

最常用的焊膏熔点为178-183℃.随着所用金属种类和组成的不同，焊膏的熔点可提高至250℃以上，也可降为150℃以下，可根据焊接所需温度的不同，选择不同熔点的焊膏。

2、按焊剂的活性分

参照通用液体焊剂活性的分类原则，可分为无活性(R)，巾等活性(RMA)和活性(RA)三个等级，根据PCB和元器件的情况及清洗工艺要求进行选择。

3、按焊膏的粘度分

粘度的变化范围很尢，通常为100~60OPa·s，最高可达1000Pa·s以上。依据施膏工艺手段的不同进行选择。

4、按清洗方式分

按清洗方式分为有机溶剂清洗、水清洗、半水清洗和免清洗等方式。从保护环境的角度考虑，水清洗、半水清洗和免清洗是现在PCBA加工中焊膏选择和使用的发展方向。

三、表面组装对锡膏的要求

在PCBA加工中对表面组装的不同工艺或工序中，要求焊膏具有的性能不尽相同，大体需达到下述几点要求：

1、焊膏在印刷前应能保持3～6个月。

2、印刷时和再流加热前应具有的性能

  　印刷时应具有优良的脱模性；

  　印刷时和印刷后焊膏不易坍塌；

  　焯膏应具有一定的粘度。

3、再流加热时应具有的性能

  　应具有良好的润湿性能；

  　应形成最少量的焊料球；

  　焊料飞溅要少。

4、再流焊接后应具有的性能

  　要求焊剂中固体含量越低越好，焊后易清洗干净；

  　焊接强度高；

  　锡膏质量。

四、锡膏的选用原则

锡膏质量关乎SMT加工成品的质量，劣质、失效锡膏易造成一些焊接缺陷，主要是虚焊问题，如何选择锡膏，可根据焊膏的性能和使用要求，参考以下几点：

1、焊膏的活性可根据印制电路板表面清洁程度来决定，一般采用RMA级，必要时采用RA级。

2、根据不同的涂覆方法选用不同粘度的焊膏，一般液体分配器用粘度为100～20OPa·s,丝网印刷用粘度为100～30OPa·s,漏模板印刷用粘度为200～60OPa·s。

3、精细间距印刷时选用球形、细粒度焊膏。

4、双面焊接时，第一面采用高熔点焊膏，第二面采用低熔点焊背，保证两者相差30～40℃，以防止第一面已焊元器件脱落。

5、当焊接热敏元件时，应采用含铋的低溶点焊膏。

6、采用免洗工艺时，要用不含氯离子或其它强腐蚀性化合物的焊膏。