3.1焊錫膏

焊錫膏是SMT工藝中不可缺少的焊接材料,，它由合金焊料粉,、糊狀焊劑和一些添加劑混合而成的膏狀體。常溫下,，焊錫膏有一定的粘性,，具有良好的觸變特性,，可將電子元器件暫時固定在PCB的相應(yīng)位置上。在焊接溫度下,，焊膏中的合金粉末熔融回流,，液體焊料浸潤元器件的焊端與PCB焊盤，冷卻后元器件的焊端與PCB焊盤被焊料連接在一起,，形成電氣和機械連結(jié)的焊點,。

隨著回流焊接技術(shù)的普及和SMT組裝密度的不斷提高，焊錫膏已成為高度精細(xì)的電路組裝材料,，在SMT組裝工藝中被廣泛應(yīng)用,。

3.2焊膏的成分和作用

錫膏主要由合金焊料粉末和助焊劑組成，如表3-3所示,，其中合金焊料粉末占總重量的88%---91%,，助焊劑占9%---12%；體積比：合金焊粉50％,、焊劑50％,。

表3-3  焊錫膏的組成化學(xué)成分及作用

1 合金焊粉

焊料粉末是焊料合金熔化后，采用高壓惰性氣體噴霧或超聲法霧化,，經(jīng)過網(wǎng)篩得到的不同粒度的粉末物質(zhì),。理想的合金粉末是粒度一致的球形顆粒，合金粉顆粒的大小,、形狀,、粒度、均勻度和表面氧化程度對于焊膏的粘性和印刷性能有著直接的影響,。粒度愈小,，粘度愈大，粒度過大,，會使錫膏粘接性能變差,，粒度太細(xì)，表面積增大,，會使其表面含氧量增高,，也不宜采用。球形焊料具有良好的性能,，它們對焊膏性能的影響參考表3-5。

但實際形狀為球形或非球形,，粉末長寬比不超過1.5,。焊料粉末的粒度、形態(tài)等對錫膏的質(zhì)量有舉足輕重的影響,，球形合金粉末的表面積小,，氧化程度低,，制成的焊膏粘度低，具有良好的印刷性能,。

表3-5  合金焊料粉的形狀對焊膏性能的影響

錫粉的粒度大小用目數(shù)（MESH）來表示,，目數(shù)是英制單位，指篩網(wǎng)每平方英寸面積上的網(wǎng)孔數(shù)量,，如圖3-6和3-7 ,，目數(shù)越大，說明篩網(wǎng)開孔數(shù)越多,，相對的孔徑越小,。焊料顆粒的尺寸一般為-200目/+325目，在有0.5mm腳間距的器件印刷錫膏時,，焊料顆粒尺寸應(yīng)比常規(guī)小,，可以選用顆粒尺寸是-325目+500目的焊膏，見表3-4,。

表3-4

2 錫膏中的助焊劑

焊錫膏中的助焊劑（flux）主要成分有活化劑,、觸變劑、基材樹脂和溶劑,，主要有輔助熱傳導(dǎo),、去除氧化物、降低被焊接材質(zhì)表面張力,、去除被焊接材質(zhì)表面油污,、增大焊接面積、防止再氧化等幾個方面,。助焊劑性能的優(yōu)劣,，直接影響到SMT產(chǎn)品的質(zhì)量。助焊劑是錫粉的載體,，其組成與通用助焊劑基本相同,。為了改善印刷效果有時還需加入適量的溶劑，通過助焊劑中活性劑的作用,，能清除被焊材料表面以及錫粉本身的氧化物,，使焊料迅速擴散并附著在被焊金屬表面，助焊劑的組成對錫膏的擴展性,、潤濕性,、塌陷、粘度變化,、清洗性和儲存壽命起決定性作用,。

1．活化劑(ACTIVATION)：主要起到去除PCB板上的焊盤表面層及零度焊接部位的氧化物，同時降低合金表面張力，在焊劑中的重量比占0.2—1.0%,。

2．觸變劑(THIXOTROPIC)：該成份主要是調(diào)節(jié)焊錫膏的粘度以及印刷性能,，起到在印刷中防止出現(xiàn)拖尾、粘連等現(xiàn)象的作用,；一般由溶劑,、乳化石蠟等組成，作為增添劑或副溶劑,，起著調(diào)解劑的作用,，其中溶劑一般都是高熔點的溶劑。

3．樹脂（RESINS）：主要作用是去除氧化膜,，形成保護(hù)膜防止焊接過程中合金粉進(jìn)一步氧化,，另外在免清洗焊接中形成機械、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的膜,，對焊接部位起到一定保護(hù)作用,。基材樹脂主要有松香脂,、合成樹脂等,，常用基材樹脂占劑重量比為20---30%。

4．溶劑（SOLVENT）：溶劑可使金屬顆粒在錫膏中形成糊狀體,，起到調(diào)節(jié)均勻性的作用,，要求其不易吸濕，對焊膏壽命有一定影響,。

具備性能

（1）助焊劑應(yīng)有適當(dāng)?shù)幕钚詼囟确秶?。在焊料熔化前開始起作用，在施焊過程中較好地發(fā)揮清除氧化膜,、降低液態(tài)焊料表面張力的作用,。焊劑的熔點應(yīng)低于焊料的熔點，但不易相差過大,。

（2）助焊劑應(yīng)有良好的熱穩(wěn)定性,，一般熱穩(wěn)定溫度不小于100℃。

(3）助焊劑的密度應(yīng)小于液態(tài)焊料的密度,，能增加焊料的流動性,，這樣助焊劑才能均勻地在被焊金屬表面鋪展，呈薄膜狀覆蓋在焊料和被焊金屬表面,，有效地隔絕空氣,，促進(jìn)焊料對母材的潤濕。

(4）助焊劑的殘留物不應(yīng)有腐蝕性且容易清洗,；

(5）不應(yīng)析出有毒,、有害氣體,；要有符合電子工業(yè)規(guī)定的水溶性電阻和絕緣電阻,；不吸潮,，不產(chǎn)生霉菌；化學(xué)性能穩(wěn)定,，易于貯藏,。

助焊劑是錫粉的載體，本身具有高粘度,，其組成與通用助焊劑基本相同,。為了改善印刷效果有時還需加入適量的溶劑,，通過助焊劑中活性劑的作用,，能清除被焊材料表面以及錫粉本身的氧化物,，使焊料迅速擴散并附著在被焊金屬表面。助焊劑的組成對錫膏的擴展性,、潤濕性、塌陷,、粘度變化,、清洗性和儲存壽命起決定性作用,，如表3-6所示：

表3-6各種焊劑的成分與作用

3.3焊錫膏的分類

1．按合金焊料熔點分 

采用不同熔點的焊料可以制成不同熔點的焊錫膏,。人們習(xí)慣上將Sn62/Sn63錫膏稱為中溫錫膏，低于它們?nèi)刍瘻囟鹊姆Q為低溫錫膏,，如鉍基,、銦基錫膏；高于它們?nèi)刍瘻囟鹊姆Q為高溫錫膏，如Sn96錫膏,。它們的合金成分,、熔化溫度以及用途見表3-7,。

表3-7 焊錫膏熔點表

2.按焊劑活性分：RA   活性、松香型        消費類電子產(chǎn)品 

                RMA  中等活性            SMT產(chǎn)品

                NC   免清洗              SMT中大量采用,。

3.按焊膏粘度分：700 Pa.s －1200 Pa.s     模板印刷

                400 Pa.s －600 Pa.s      絲網(wǎng)印刷

                350 Pa.s －450 Pa.s      分配器

4.按清洗方式：有機溶劑,、水清洗,、半水清晰、免清洗,。

(1）松香型 

松香型焊錫膏中的焊劑主要成分為松香，由于松香有優(yōu)良的助焊性能,，焊后殘留物成膜性好，對焊點有保護(hù)作用,；松香第二個作用是增加焊膏的粘接力,，使貼裝的元件不產(chǎn)生位移,；第三個作用是和松香和其他成分混合,，起到調(diào)節(jié)粘度的作用,，使金屬粉末不沉淀,、不分層。 

(2）水溶型 

水溶型焊錫膏的焊劑主要成分為有機的水溶性物質(zhì),，焊后可水清洗,，有利于環(huán)保,，但由于無松香,，焊膏粘性不夠大，應(yīng)用收到一定限制,。 

（3）免清洗 

焊劑中不含鹵素,，同時盡量減少的松香含量，增加其他有機物的用量,，但松香含量減少到一定程度，焊劑的活性就會降低,，防止焊接區(qū)二次氧化的作用也會降低,，采用氮氣保護(hù)焊接解決問題。免清洗工藝雖然是發(fā)展方向,，但軍品慎重使用,。

（4）無鉛焊膏 

無鉛焊膏也越來越應(yīng)用廣泛，目前已有1／3的產(chǎn)品使用無鉛焊接,。最常用焊膏的是無鉛焊料成份加各種焊劑組成,。常用焊膏有：Sn 95.5%－Ag3.8%－Cu0.7%、熔點217℃,、比重7.4(63/37-8.4),、金屬成份89％、以及Sn91.3%－Bi4.8%-Ag3.0%  ,、熔點205－210℃,。  

3.4錫膏的儲存與使用

1．錫膏的儲存

焊膏是一種貴重耗材,，保管不當(dāng)會造成很大的浪費。存放的溫度和時間長短是要時刻注意,，避免錯誤的存放溫度或存放時間過長而性能變壞,，為錫膏的儲存方法。

1）焊膏需以密閉狀態(tài)存放在恒溫恒濕的冰箱里,，如圖3-9所示，保存溫度為2-10℃,，最佳為4-8℃,，決不可冷凍保存,，否則會造成焊劑的沉淀或結(jié)晶，影響使用效果,。水溶性焊膏一般冷藏壽命為3—6個月,，免清洗焊膏為6個月到1年（注：新進(jìn)錫膏在放冰箱之前貼好狀態(tài)標(biāo)簽、注明日期并填寫錫膏進(jìn)出管制表）,。

2）焊錫膏啟封后,，放置時間不得超過24小時。

3）生產(chǎn)結(jié)束或因故停止印刷時,，鋼網(wǎng)板上剩余錫膏放置時間不得超過1小時,。

4）停止印刷不再使用時,，應(yīng)將剩余錫膏單獨用干凈瓶裝,、密封,、冷藏,，剩余錫膏只能連續(xù)用一次,，再剩余時則作報廢處理。

2．錫膏的使用

（1）使用原則：先進(jìn)先出,，新舊錫膏混合比例至少1：1（新錫膏占比例較大為好，且為同型號同批次）,，使用錫膏一定要優(yōu)先使用回收錫膏并且只能用一次，再剩余的做報廢處理,。

（2）回溫：將原裝錫膏瓶從冰箱取出后，在SMT標(biāo)準(zhǔn)室溫22℃~28℃時放置時間不得少于4小時以充分回溫到室內(nèi)溫度,，并在錫膏瓶上的狀態(tài)標(biāo)簽紙上寫明解凍時間,，同時填好錫膏進(jìn)出管制表。

（3）攪拌：

手工：用扁鏟按同一方向攪拌5~10分鐘,，以合金粉與焊劑攪拌均勻為準(zhǔn)； 

自動攪拌機：若攪拌機速為1200轉(zhuǎn)/分鐘,，則需攪拌2~3分鐘,，以攪拌均勻為準(zhǔn)且在使用時仍需用手動按同一方向攪動1分鐘,。

（4）使用環(huán)境：溫濕度范圍：22℃~28℃；45%~75%,。

（5）使用投入量：半自動印刷機,、印刷時鋼網(wǎng)上錫膏成滾動狀，直徑為1~2cm即可,。

3.5 紅膠(貼片膠)

貼片膠又稱作膠黏劑,、紅膠，如圖3-3,，是表面組裝中的黏連材料，在采用波峰焊工藝時,，必須先用貼片膠把元器件貼裝預(yù)固定在PCB板上,。在PCB雙面組裝SMD時,，即使采用回流焊接，也常在PCB焊盤圖形中央涂敷貼片膠,，以便加強SMD的固定,，防止回流焊接時SMD的移位和掉落。

3.5.1.貼片膠的成份和作用

貼片膠又稱紅膠,，其作用是在電子組裝過程中把元器件暫時固定在PCB板上：

在混合組裝工藝中元器件分布于PCB的兩面，一般采用在貼裝元件的一面點膠（或刮膠）,、貼片、固化然后翻面,、插件,、過波峰焊,。這種工藝是用貼片膠把表面貼裝元件暫時固定在PCB的焊盤位置上,，防止在傳遞過程中或插裝元器件、波峰焊等工序中元件掉落,。

 對于雙面表面貼裝工藝，焊料的表面張力足夠保持底邊的CHIP元件在再流焊時不掉,，但是,，當(dāng)大的元件在底部通過再流焊時,，焊料的表面張力不足以保持元件不掉,，這種類型的元件也需要施加貼片膠,。

貼片膠通常由粘接材料,、固化劑、填料以及其他添加劑組成:

粘接材料,，一般采用環(huán)氧樹脂,、丙烯酸樹脂、改性環(huán)氧樹脂和聚氨脂等作為粘接材料,，其中環(huán)氧樹脂用途最為廣泛,，其次為丙烯酸樹脂,。

固化劑的作用是使粘接材料以一定的溫度在一定的時間內(nèi)進(jìn)行固化，填料的加入改善了貼片膠的某些特性,，如電絕緣性能和高溫性能得到增強。 

貼片膠中除粘接材料,、固化劑,、填料外還需有其它添加劑來實現(xiàn)不同的目的,，常用的添加劑有顏料、潤濕劑和阻燃劑,。