【正文】 熔化溫度與用途熔化溫度℃金屬組份液相線 固相線用途Sn63Pb37 183 共晶 適用于普通表面組裝板不適用于含Ag、Ag/Pa 材料電極的元器件Sn60Pb40 183 188 用途同上Sn62Pb36Ag2179 共晶 適用于含 Ag、Ag/Pa 材料電極的元器件（不適用于水金板）Sn10Pb88Ag2268 290 適用于耐高溫元器件及需要兩次再流焊表面組裝板的首次再流焊（不適用于水金板）221 共晶 適用于要求焊點(diǎn)強(qiáng)度較高的表面組裝板的焊接（不適用于水金板）Sn42Bi58 138 共晶 適用于熱敏元器件及需要兩次再流焊表面組裝板的第二次再流焊（2）焊劑焊劑是凈化焊接表面、提高潤(rùn)濕性、防止焊料氧化和確保焊膏質(zhì)量以及優(yōu)良工藝性的關(guān)鍵材料。焊劑的組成對(duì)焊膏的拓展性、潤(rùn)濕性、塌落度、粘性變化、清洗性、焊珠飛濺及儲(chǔ)存壽命均有較大的影響。焊膏中焊劑的主要成分和功能見(jiàn)表 23。表 23 焊劑的主要成分和功能焊劑成分 使用的主要材料 功能樹(shù)脂 松香、合成樹(shù)脂 凈化金屬表面、提高潤(rùn)濕性粘接劑 松香、松香脂、聚丁烯 提供貼裝元件所需的粘性活化劑 胺、苯胺、聯(lián)氨盧化鹽、硬脂酸等凈化金屬表面溶劑 甘油、乙醇類(lèi)、酮類(lèi) 調(diào)節(jié)焊膏工藝特性其它 觸變劑、界面活性劑、消光劑防止分散和塌邊、調(diào)節(jié)工藝性 影響焊膏特性的主要參數(shù)（1）合金焊料成份、焊劑的組成以及合金焊料與焊劑的配比合金焊料成份、焊劑的組成以及合金焊料與焊劑的配比是決定焊膏的熔點(diǎn)、焊膏的印刷性、可焊性以及焊點(diǎn)質(zhì)量的關(guān)鍵參數(shù)。焊膏的合金組分應(yīng)盡量達(dá)到共晶或近共晶。由于共晶焊料有共晶點(diǎn)，當(dāng)溫度達(dá)到共晶點(diǎn)時(shí)焊料全部呈液相狀態(tài)，因此焊點(diǎn)凝固時(shí)形成的結(jié)晶顆粒最致密，焊點(diǎn)強(qiáng)度最高。4 / 41合金焊料與焊劑的配比是以合金焊料在焊膏中的重量百分含量來(lái)表示的。合金焊料重量百分含量直接影響焊膏的黏度和印刷性，因此要根據(jù)不同的焊劑系統(tǒng)以及施加焊膏的方法選擇合適的合金焊料重量百分含量。一般合金焊料百分含量在 75%~90%。Sn/Pb合金二元晶相圖如圖 21 所示。免清洗焊膏和模板印刷工藝用的合金焊料百分含量高一些，一般在 85%~90%；滴涂工藝用的合金焊料百分含量低一些，一般在 75%~85%。圖 21 Sn/Pb 合金二元晶相圖（2）合金焊料粉末顆粒尺寸、形狀和分布焊料合金粉末顆粒尺寸、形狀及其均勻性是影響焊膏性能的重要參數(shù)，會(huì)影響焊膏的印刷性、脫模性和可焊性。細(xì)小顆粒的焊膏印刷性比較好，特別是對(duì)于高密度、窄間距的產(chǎn)品，由于模板開(kāi)口尺寸小，必須采用小顆粒合金粉末，否則會(huì)影響印刷性和模性。一般焊料顆粒直徑約為模板開(kāi)口尺寸的 1/5。小顆粒合金粉的焊膏印刷圖形清晰度高，但容易塌邊，由于細(xì)小顆粒的表面積大，被氧化的程度和機(jī)會(huì)也多，因此，組裝密度不高時(shí)，在不影響印刷性的情況下可適當(dāng)選擇粗一點(diǎn)的合金粉末，既有利于提高可焊性，又可降低焊膏的成本。合金粉末的形狀也會(huì)影響焊膏的印刷性、脫模性和可焊性。球形顆粒的合金粉末組成的焊膏粘度較低，印刷后焊膏圖形容易塌落，印刷性好，適用范圍廣，尤其適用于高密度窄間距的絲網(wǎng)與金屬模板印刷。球形顆粒的表面積小，含氧量低，焊點(diǎn)光亮，有利于提高焊接質(zhì)量。因此目前一般都采用球形顆粒。不定形顆粒的合金粉末組成的焊膏粘度高，印刷后焊膏圖形不易塌落，而且不定形顆粒的尺寸大，印刷性較差，只適用于組裝密度較低的金屬模板及較粗的絲網(wǎng)印刷。另外由于不定形顆粒的表面積大，含氧量高，影響焊接質(zhì)量和焊點(diǎn)亮度。因此目前一般都不采用不定形顆粒。但由于不定形顆粒的加工成本較低，因此在組裝密度不大、要求不高以及穿心電容等較大焊接點(diǎn)的場(chǎng)合可以應(yīng)用。合金粉末顆粒的均勻性也會(huì)影響焊膏的印刷性和可焊性，所以要控制較大顆粒與微粉顆粒的含量。大顆粒影響漏印性，過(guò)細(xì)的微粉顆粒在再流焊預(yù)熱升溫階段容易隨溶劑5 / 41的揮發(fā)飛濺，形成小錫珠。因此小于 20μm 的微粉顆粒含量應(yīng)控制在 10%以下。（3）粘度焊膏是一種觸變性流體，在外力的作用下能產(chǎn)生流動(dòng)。粘度是焊膏的主要特性指標(biāo)，它是影響印刷性能的重要因素。粘度太大，焊膏不易穿出模板的漏孔，會(huì)導(dǎo)致印出的圖形殘缺不全。影響焊膏粘度的主要因素有：合金焊料粉的百分含量、合金粉末顆粒大小和溫度。合金焊料粉含量高，粘度就大；焊劑百分含量高，粘度就小。合金焊料粉含量與粘度的關(guān)系如圖 22 所示。合金粉末顆粒尺寸增大，粘度減??；粉末顆粒尺寸減少，粘度增加。合金粉末顆粒大小對(duì)粘度的影響如圖 23 所示。溫度增加，焊膏粘度減?。粶囟冉档?，焊膏粘度增加。溫度對(duì)粘度的影響如圖 24 所示。 圖 22 合金焊料粉含量與粘度的關(guān)系 圖 23 合金粉末顆粒大小對(duì)粘度的影響 圖 24 溫度對(duì)粘度的影響（4）觸變指數(shù)和塌落度焊膏是觸變性流體，焊膏的塌落度主要與焊膏的粘度和觸變性有關(guān)。觸變指數(shù)高，塌落度?。挥|變指數(shù)低，塌落度大。觸變指數(shù)和塌落度主要和合金焊料的配比，即合金粉末在含高中的重量百分含量有關(guān)，還與焊接載體中的觸變劑性能和添加量有關(guān)。（5）工作壽命和儲(chǔ)存期限工作壽命是指在室溫下連續(xù)印刷時(shí)，焊膏的粘度隨時(shí)間變化小，焊膏不易干燥，印刷性（滾動(dòng)性）穩(wěn)定，同時(shí)焊膏從被涂敷到 PCB 上后至貼裝元器件之前，以及再流焊時(shí)不失效的時(shí)間長(zhǎng)短。一般要求在常溫下放置 12~24 小時(shí)，至少 4 小時(shí)，其性能保持不變。儲(chǔ)存期限是指在規(guī)定的保存條件下，焊膏從出廠到應(yīng)用，其性能不會(huì)嚴(yán)重降低、能夠不失效的正常使用前的保存期限。一般規(guī)定在 2~10℃下保存一年，至少 3~6 個(gè)月。6 / 41 焊膏使用時(shí)的工藝（1）使用方法（開(kāi)封前） 開(kāi)封前須將焊膏溫度回升到使用環(huán)境溫度上（23177。2℃） ，回溫時(shí)間為 6~12 小時(shí)，并禁止使用其他加熱器使其溫度瞬間上升的做法；回溫后須充分?jǐn)嚢?，使用攪拌機(jī)的攪拌時(shí)間為 3~4 分鐘，視攪拌機(jī)機(jī)種而定?；蛘呤謩?dòng)使用攪拌刀順著一個(gè)方向攪拌 2~3 分鐘，然后用攪拌刀挑起小許焊膏，讓焊膏自然落下，焊膏慢慢逐段落下，則攪拌充分。（2）使用方法（開(kāi)封后） 2/3 的量添加于鋼網(wǎng)上，盡量保持以不超過(guò) 1 罐的量于鋼網(wǎng)上。速度，以少量多次的添加方式補(bǔ)足鋼網(wǎng)上的焊膏量，以維持焊膏的品質(zhì)。 ，不可與尚未使用的焊膏共同放置，應(yīng)另外存放在別的容器之中。焊膏開(kāi)封后在室溫下建議 24 小時(shí)內(nèi)用完。 焊膏的選擇主要根據(jù)產(chǎn)品本身的價(jià)值和用途、表面組裝板的組裝密度、PCB 和元器件存放時(shí)間和表面氧化程度、生產(chǎn)線工藝條件等實(shí)際情況來(lái)選擇焊膏。不同的產(chǎn)品要選擇不同的焊膏。焊膏合金粉末的組分、純度及含氧量、顆粒形狀和尺寸、焊劑的成分與性質(zhì)等是決定焊膏特性以及焊點(diǎn)質(zhì)量的關(guān)鍵因素。（1）根據(jù)產(chǎn)品本身的價(jià)值和用途選擇。高可靠性的產(chǎn)品需要高質(zhì)量的焊膏。（2）根據(jù) PCB 和元器件存放時(shí)間和表面氧化程度來(lái)選擇焊膏的活性。一般采用RMA 級(jí)；高可靠性產(chǎn)品、航天和軍工產(chǎn)品可選擇 R 級(jí)；PCB、元器件存放時(shí)間長(zhǎng)，表面嚴(yán)重氧化，應(yīng)采用 RA 級(jí)，焊后清洗。（3）根據(jù)產(chǎn)品的組裝工藝、印制板、元器件的具體情況選擇焊膏合金組分。一般鍍鉛錫印制版采用 63Sn/37Pb；鈀金或鈀銀厚膜端頭和引腳可焊性較差的元器件、要求焊點(diǎn)質(zhì)量高的印制板采用 62Sn/36Pb/2Ag；水金板一般不要選擇含銀的焊膏。（4）根據(jù)產(chǎn)品（表面組裝板）對(duì)清潔度的要求來(lái)選擇是否采用免清洗。對(duì)免清洗工藝要選用不含鹵素或其它強(qiáng)腐蝕性化合物的焊膏；高可靠性產(chǎn)品、航天和軍工產(chǎn)品以及高精度、微弱信號(hào)儀器儀表以及涉及生命安全的醫(yī)用器材要采用水清洗或溶劑清洗的焊膏，焊后必須清洗干凈。（5）BGA 和 CSP 一般都需要采用免清洗焊膏。（6）焊接熱敏元件時(shí)，應(yīng)選用含鉍的低熔點(diǎn)焊膏。（7）根據(jù) PCB 的組裝密度（有無(wú)窄間距）來(lái)選擇合金粉末顆粒度。7 / 41 施加焊膏的方法施加焊膏的方法有三種：滴涂式（即注射式，滴涂式又分為手動(dòng)和自動(dòng)滴涂機(jī)兩種方法） 、絲網(wǎng)印刷和金屬模板印刷。各種方法的適用范圍如下：（1）手工滴涂法，手工滴涂法用于小批量生產(chǎn)，或新產(chǎn)品的模型樣機(jī)和性能樣機(jī)的研制階段，以及生產(chǎn)中修補(bǔ)，更換元件等。（2）絲網(wǎng)印刷，絲網(wǎng)印刷用于元器件焊盤(pán)間距較大、組裝密度不高的中小批量生產(chǎn)中。（3）金屬模板印刷，金屬模板印刷用于大批量生產(chǎn)、組裝密度大以及有多引線窄間距器件的產(chǎn)品（窄間距器件是指引腳中心距不大于 ㎜的表面組裝器件，也指長(zhǎng)寬不大于 ㎜的表面組裝元件。 ）由于金屬模板印刷質(zhì)量比較好，而且金屬模板使用壽命長(zhǎng)，因此一般應(yīng)優(yōu)先采用金屬模板印刷工藝。 焊膏的儲(chǔ)存（1）焊膏應(yīng)以密封形式保存在恒溫、恒濕的專(zhuān)用冷藏 柜內(nèi)，有鉛與無(wú)鉛錫膏分開(kāi)儲(chǔ)存。（2）溫度在約為（2—10）℃，溫度過(guò)高，焊劑與合金焊料粉起化學(xué)反應(yīng)，使粘度上升影響其印刷和焊接性能；溫度過(guò)低（低于 0 ℃） ，焊劑中的松香會(huì)產(chǎn)生結(jié)晶現(xiàn)象，使焊膏形狀?lèi)夯?，這樣在解凍后會(huì)危及錫膏的流變特征。（3）一般保存時(shí)間自生產(chǎn)日期起 6 個(gè)月。8 / 41第 3 章 貼片膠貼片膠是應(yīng)用于表面組裝的特種膠黏劑，又稱(chēng)為表面組裝用黏結(jié)劑、貼片膠，有些地方還稱(chēng)為“膠水” 。之所以稱(chēng)為特種膠黏劑，這是因?yàn)樗粌H能黏結(jié)元器件，而且具有優(yōu)良的電氣性能和多種工藝性能。 貼片膠的分類(lèi)貼片膠按照分類(lèi)方式的不同，分類(lèi)如下：（1）按貼片膠的粘結(jié)材料分類(lèi)① 環(huán)氧樹(shù)脂貼片膠；② 丙烯酸樹(shù)脂貼片膠；③ 改性環(huán)氧樹(shù)脂貼片膠；④ 聚氨脂貼片膠。（2）按固化方式分類(lèi)① 熱固化型貼片膠；② 光固化型貼片膠；③ 光熱雙重固化型貼片膠；④ 超聲固化型貼片膠。（3）按涂布方式分類(lèi)① 針式轉(zhuǎn)移用貼片膠；② 壓力注射用貼片膠；③ 模板印刷用貼片膠。 貼片膠的組成貼片膠通常由粘接材料、固化劑、填料以及其他添加劑組成。粘接材料是貼片膠的核心，一般采用環(huán)氧樹(shù)脂、丙烯般樹(shù)脂、改性環(huán)氧樹(shù)脂和聚氨脂等作為粘接材料，其中環(huán)氧樹(shù)脂用途最為廣泛，其次為丙烯酸樹(shù)脂。固化劑的作用是使粘接材料以一定的溫度在一定的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行固化。不同的粘接材料所使用的固化劑各不相同。環(huán)氧樹(shù)脂粘接劑采用的固化劑常用的有胺類(lèi)固化劑（如二乙膠、二乙烯三胺等） 、酸酐類(lèi)固化劑（如順酐、苯酐等） 、咪唑類(lèi)同化劑和潛伏性中混同化劑。而丙烯酸樹(shù)脂粘接劑則采用安息香甲醚類(lèi)作固化劑。不同的固化劑材料其固化溫度、固化時(shí)間也各不相同。胺類(lèi)固化劑可實(shí)現(xiàn)樹(shù)脂室溫固化，咪唑類(lèi)固化劑可實(shí)現(xiàn)樹(shù)脂的中溫固化，酸酐類(lèi)固化劑可實(shí)現(xiàn)樹(shù)脂的高溫固化，而潛伏性中溫固化劑，可實(shí)現(xiàn)樹(shù)脂在低溫時(shí)幾乎不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，一旦遇到合適溫度，如中溫（l20～150℃）時(shí)，樹(shù)脂和固化劑迅速發(fā)生反應(yīng)，所以含伏性中溫固化劑的貼片膠必須低溫儲(chǔ)藏，中溫固化。貼片膠所含固化劑不同，則固化方式也不相同。安息香甲醚固化劑只有在紫外光的照射下才能固化，所以丙烯酸類(lèi)貼片膠采用紫外光固化工藝；環(huán)氧樹(shù)脂貼片膠采用熱固化工藝。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(qiáng)，并具有9 / 41一定的剪切強(qiáng)度、良好的觸變性能和粘度的可調(diào)性，使得貼片膠更好滿(mǎn)足工藝要求。常用的填料有硅微粉、氧化缽、三氧化二敏、甲基纖維素等。貼片膠中除粘接材料、固化劑、填料外還需有其它添加劑來(lái)實(shí)現(xiàn)不同的目的。如加入顏料以利于生產(chǎn)中進(jìn)行觀察；添加潤(rùn)濕劑，增加膠的潤(rùn)濕能力，以達(dá)到好的粘力；添加阻燃劑以達(dá)到阻燃效果。所以常用的添加劑有顏料、潤(rùn)濕劑和阻燃劑。 貼片膠的性能及其評(píng)估貼片膠的性能指標(biāo)是評(píng)估各種貼片膠質(zhì)量?jī)?yōu)劣的具體依據(jù)。了解貼片膠的性能就能在生產(chǎn)中對(duì)所施加的貼片膠進(jìn)行選擇。（1）粘度粘度是貼片膠的一項(xiàng)重要指標(biāo)，不同的粘度適用于不同的涂敷工藝。影響貼片膠粘度的因素有二個(gè)：第一溫度：溫度越高，貼片膠的粘度越低；第二壓力：壓力越大，貼片膠的剪切速率越高，粘度越低，溫度和剪切速率對(duì)粘度的影響如圖 31 所示。粘度測(cè)試時(shí)應(yīng)注意所選用的標(biāo)準(zhǔn)是否與供應(yīng)商一致，特別是粘度計(jì)的型號(hào)、參數(shù)不一樣，測(cè)出的數(shù)據(jù)差別很大。一般采用旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)測(cè)定。首先選定適宜的轉(zhuǎn)速，使讀數(shù)在刻度盤(pán)的 20%80%范圍內(nèi)。將裝有試樣的容器放入粘度測(cè)試儀轉(zhuǎn)子下，然后將轉(zhuǎn)子垂直浸入試樣中心部位，并使液面達(dá)到轉(zhuǎn)子液位線，旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)，讀取指針在刻度盤(pán)上不變時(shí)的讀數(shù)。每個(gè)試樣測(cè)定三次，取平均值（單位 Pa?s）。測(cè)試中應(yīng)保持試樣的溫度恒溫，使試樣溫度與試驗(yàn)溫度達(dá)到平衡，并保持試樣溫度均勻。（2）屈服強(qiáng)度貼片膠固化前抵抗外力破壞的能叫屈服強(qiáng)度，它用屈服值來(lái)表征。當(dāng)外力小于屈服圖 31 溫度、剪切速率對(duì)貼片膠粘度的影響10 / 41強(qiáng)度時(shí)，貼片膠仍保持固態(tài)形狀，當(dāng)外力大于屈服強(qiáng)度時(shí)會(huì)呈現(xiàn)流體的流動(dòng)行為。故貼片膠依靠屈服強(qiáng)度保持元件貼裝后進(jìn)入固化爐之前的過(guò)程中承受一定的外力震動(dòng)而不出現(xiàn)位移，一旦外力大于屈服強(qiáng)度，則元件出現(xiàn)位移。影響