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SMT基础知识(四)
10/9/2020 3:08:51 PM 352

SMT辅助材料

   在SMT生产中,通常我们把贴片胶、锡膏、钢网称之为SMT辅助材料。这些辅助材料在SMT整个过程中,对SMT的品质、生产效率起着致关重要的作用。因此,作为SMT工作人员必须了解它们的某些性能和学会正确使用它们。

   一、常用术语

1.贮存期(shelflife)

在规定条件下,材料或产品仍能满足技术要求并保持适当使作性能的存放时间。

2.放置时间(workingtime)

贴片胶、焊膏在使用前暴露于规定环境中仍能保持规定化学、物理性能的最长时间。

3.粘度(viscosity)

贴片胶、焊膏在自然滴落时的滴延性的胶粘性质。

4.触变性(thixotropicratio)

贴片胶与锡膏在施压挤出时具有流体的特性与挤出后迅速恢复为具有固塑性的特性。

5.塌落(slump

焊膏印刷后在重力和表面张力的作用及温度升高或停放时间过长等原因而引起的高度降低、底面积超出规定边界的坍流现象。

6.扩散(spread)

贴片胶在点胶后在室温条件下展开的距离。

7.粘附性(tack

焊膏对元器件粘附力的大小及其随焊膏印刷后存放时间变化其粘附力所发生的变化

8.润湿(wetting)

熔融的焊料在铜表面形成均匀、平滑和不断裂的焊料薄层的状态。

9.免清洗焊膏(no-clean solder paste)

焊后只含微量无害焊剂残留物而无需清洗PCB的焊膏

10.低温焊膏(low temperature paste)

熔化温度比183℃低20℃以上的焊膏。

二、贴片胶(红胶)

SMT中使用的贴片胶其作用是固定片式元件、SOTSOIC等表面安装器件在PCB上,以使其在插件、过波峰焊过程避免元器件的脱落或移位。

贴片胶可分为两大类型:环氧树脂类型和丙稀酸类型。一般生产中采用环氧树脂热固化类胶水,其特点是:

热固化速度快

接连强度高

电特性较佳

而不采用丙稀酸胶水(需紫外线照射固化)。

SMT对贴片胶水的基本要求:

包装内无杂质及气泡

贮存期限长

可用于高速/或超高速点胶机

胶点形状及体积一致

点断面高,无拉丝

颜色易识别,便于人工及自动化机器检查胶点的质量

初粘力高

高速固化,胶水的固化温度低,固化时间短

热固化时,胶点不会下塌

高强度及弹性以抵挡波峰焊时之温度突变

固化后有优良的电特性

无毒性

具有良好的返修特性

1、贴片胶引起的生产品质问题

失件(有、无贴片胶痕迹)

元件偏斜

接触不良(拉丝、太多贴片胶)

2、贴片胶使用规范:

贮存

     胶水领取后应登记到达时间、失效期、型号,并为每瓶胶水编号。然后把胶水保存在恒温、恒湿的冰箱内,温度在(2—10℃。

取用

 胶水使用时,应做到先进先出的原则,应提前至少1小时从冰箱中取出,写下时间、编号、使用者、应用的产品,并密封置于室温下,待胶水达到室温时按一天的使用量把胶水用注胶枪分别注入点胶瓶里。注胶水时,应小心和缓慢地注入点胶瓶,防止空气泡的产生。

使用

  把装好胶水的点胶瓶重新放入冰箱,生产时提前0.5~2.0小时从冰箱取出,标明取出时间、日期、瓶号,填写胶水(锡膏)解冻、使用时间记录表,使用完的胶水瓶用酒精或丙酮清洗干净放好以备下次使用,未使用完的胶水,标明时间放入冰箱存放。

三、锡膏

由焊膏产生的缺陷占SMT中缺陷的60—70%,所以规范合理使用焊膏显得尤为重要。

在表面组装件的回流焊中,焊膏被用来实施表面组装元器件的引线或端点与印制板上焊盘的连接。

焊膏是由合金焊料粉、焊剂和一些添加剂混合而成的,具有一定粘性和良好触变性的一种均质混合物,具有良好的印刷性能和再流焊性能,并在贮存时具有稳定性的膏状体。

合金焊料粉是焊膏的主要成分,约占焊膏重量的85—90%。常用的合金焊料粉有以下几种:

铅(Sn–Pb)、锡银(Sn–Pb–Ag)、锡铋(Sn–Pb–Bi)等,最常用的合金成分为Sn63Pb3

合金焊料粉的形状可分为球形和椭圆形(无定形),其形状、粒度大小影响表面氧化度和流动性,因此,对焊膏的性能影响很大。

一般,由印刷钢板或网版的开口尺寸或注射器的口径来决定选择焊锡粉颗粒的大小和形状。不同的焊盘尺寸和元器件引脚应选用不同颗粒度的焊料粉,不能都选用小颗粒,因为小颗粒有大得多的表面积,使得焊剂在处理表面氧化时负担加重。

在焊膏中,焊剂是合金焊料粉的载体,其主要的作用是清除被焊件以及合金焊料粉的表面氧化物,使焊料迅速扩散并附着在被焊金属表面。焊剂的组成为:活性剂、成膜剂和胶粘剂、润湿剂、触变剂、溶剂和增稠剂以及其他各类添加剂。

焊剂的活性:对焊剂的活性必须控制,活性剂量太少可能因活性差而影响焊接效果,但活性剂量太多又会引起残留量的增加,甚至使腐蚀性增强,特别是对焊剂中的卤素含量更需严格控制,

其实,根据性能要求,焊剂的重量比还可扩大至8—20%。焊膏中的焊剂的组成及含量对塌落度、粘度和触变性等影响很大。

金属含量较高(大于90%)时,可以改善焊膏的塌落度,有利于形成饱满的焊点,并且由于焊剂量相对较少可减少焊剂残留物,有效防止焊球的出现,缺点是对印刷和焊接工艺要求较严格;金属含量较低(小于85%)时,印刷性好,焊膏不易粘刮刀,漏版寿命长,润湿性好,此外加工较易,缺点是易塌落,易出现焊球和桥接等缺陷。

焊膏的分类可以按以下几种方法:

按熔点的高低分:高温焊膏为熔点大于250℃,低温焊膏熔点小于150℃,常用的焊膏熔点为179℃—183℃,成分为Sn63Pb37Sn62Pb36Ag2

按焊剂的活性分:可分为无活性(R),中等活性(RMA)和活性(RA)焊膏。常用的为中等活性焊膏。

SMT对焊膏有以下要求:

1、具有较长的贮存寿命,在0—10℃下保存3 — 6个月。贮存时不会发生化学变化,也不会出现焊料粉和焊剂分离的现象,并保持其粘度和粘接性不变。

2、有较长的工作寿命,在印刷或滴涂后通常要求能在常温下放置12—24小时,其性能保持不变。

3、在印刷或涂布后以及在再流焊预热过程中,焊膏应保持原来的形状和大小,不产生堵塞。

4、良好的润湿性能。要正确选用焊剂中活性剂和润湿剂成分,以便达到润湿性能要求。

5、不发生焊料飞溅。这主要取决于焊膏的吸水性、焊膏中溶剂的类型、沸点和用量以及焊料粉中杂质类型和含量。

6、具有较好的焊接强度,确保不会因振动等因素出现元器件脱落。

7、焊后残留物稳定性能好,无腐蚀,有较高的绝缘电阻,且清洗性好。

焊膏的选用

主要根据工艺条件,使用要求及焊膏的性能:

1、具有优异的保存稳定性。

2、具有良好的印刷性(流动性、脱版性、连续印刷性)等。

3、印刷后在长时间内对SMD持有一定的粘合性。

4、焊接后能得到良好的接合状态(焊点)。

5、其焊接成分,具高绝缘性,低腐蚀性。

6、对焊接后的焊剂残渣有良好的清洗性,清洗后不可留有残渣成分。 

焊膏使用和贮存的注意事顶

1、领取焊膏应登记到达时间、失效期、型号,并为每罐焊膏编号。然后保存在恒温、恒湿的冰箱内,温度在约为(2—10℃。

2、焊膏使用时,应做到先进先出的原则,应提前至少2小时从冰箱中取出,写下时间、编号、使用者、应用的产品,并密封置于室温下,待焊膏达到室温时打开瓶盖。如果在低温下打开,容易吸收水汽,再流焊时容易产行锡珠。注意:不能把焊膏置于热风器、空调等旁边加速它的升温。

3、焊膏开封前,须使用离心式的搅伴机进行搅拌,使焊膏中的各成分均匀,降低焊膏的粘度。焊膏开封后,原则上应在当天内一次用完,超过时间使用期的焊膏绝对不能使用

4、焊膏置于漏版本上超过30分钟未使用时,应重新搅拌功能搅拌后再使用。若中间间隔时间较长,应将焊膏重新放回罐中并盖紧瓶盖放于冰箱中冷藏。

5、根据印制板的幅面及焊点的多少,决定第一次加到漏版上的焊膏量,一般第一次加200—300克,印刷一段时间后再适当加入一点。

6、焊膏印刷后应在24小时内贴装完,超过时间应把PCB焊膏清洗后重新印刷。

7、焊膏印刷时间的最佳温度为25℃±3℃,温度以相对湿度60%为宜。温度过高,焊膏容易吸收水汽,在再流焊时产生锡珠。

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