【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 適用于要求焊點強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。焊劑的組成對焊膏的拓展性、潤濕性、塌落度、粘性變化、清洗性、焊珠飛濺及儲存壽命均有較大的影響。焊膏中焊劑的主要成分和功能見表 23。表 23 焊劑的主要成分和功能焊劑成分 使用的主要材料 功能樹脂 松香、合成樹脂 凈化金屬表面、提高潤濕性粘接劑 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、酮類 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、焊膏的印刷性、可焊性以及焊點質(zhì)量的關(guān)鍵參數(shù)。焊膏的合金組分應盡量達到共晶或近共晶。由于共晶焊料有共晶點，當溫度達到共晶點時焊料全部呈液相狀態(tài)，因此焊點凝固時形成的結(jié)晶顆粒最致密，焊點強度最高。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)，會影響焊膏的印刷性、脫模性和可焊性。細小顆粒的焊膏印刷性比較好，特別是對于高密度、窄間距的產(chǎn)品，由于模板開口尺寸小，必須采用小顆粒合金粉末，否則會影響印刷性和模性。一般焊料顆粒直徑約為模板開口尺寸的 1/5。小顆粒合金粉的焊膏印刷圖形清晰度高，但容易塌邊，由于細小顆粒的表面積大，被氧化的程度和機會也多，因此，組裝密度不高時，在不影響印刷性的情況下可適當選擇粗一點的合金粉末，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的場合可以應用。合金粉末顆粒的均勻性也會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，過細的微粉顆粒在再流焊預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。粘度是焊膏的主要特性指標，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，會導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粘度的影響如圖 23 所示。溫度增加，焊膏粘度減??；溫度降低，焊膏粘度增加。溫度對粘度的影響如圖 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粘度的影響 圖 24 溫度對粘度的影響（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）工作壽命和儲存期限工作壽命是指在室溫下連續(xù)印刷時，焊膏的粘度隨時間變化小，焊膏不易干燥，印刷性（滾動性）穩(wěn)定，同時焊膏從被涂敷到 PCB 上后至貼裝元器件之前，以及再流焊時不失效的時間長短。一般要求在常溫下放置 12~24 小時，至少 4 小時，其性能保持不變。儲存期限是指在規(guī)定的保存條件下，焊膏從出廠到應用，其性能不會嚴重降低、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 個月。6 / 41 焊膏使用時的工藝（1）使用方法（開封前） 開封前須將焊膏溫度回升到使用環(huán)境溫度上（23177。2℃） ，回溫時間為 6~12 小時，并禁止使用其他加熱器使其溫度瞬間上升的做法；回溫后須充分攪拌，使用攪拌機的攪拌時間為 3~4 分鐘，視攪拌機機種而定。或者手動使用攪拌刀順著一個方向攪拌 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（開封后） 2/3 的量添加于鋼網(wǎng)上，盡量保持以不超過 1 罐的量于鋼網(wǎng)上。速度，以少量多次的添加方式補足鋼網(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，應另外存放在別的容器之中。焊膏開封后在室溫下建議 24 小時內(nèi)用完。 焊膏的選擇主要根據(jù)產(chǎn)品本身的價值和用途、表面組裝板的組裝密度、PCB 和元器件存放時間和表面氧化程度、生產(chǎn)線工藝條件等實際情況來選擇焊膏。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質(zhì)量的關(guān)鍵因素。（1）根據(jù)產(chǎn)品本身的價值和用途選擇。高可靠性的產(chǎn)品需要高質(zhì)量的焊膏。（2）根據(jù) PCB 和元器件存放時間和表面氧化程度來選擇焊膏的活性。一般采用RMA 級；高可靠性產(chǎn)品、航天和軍工產(chǎn)品可選擇 R 級；PCB、元器件存放時間長，表面嚴重氧化，應采用 RA 級，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）對清潔度的要求來選擇是否采用免清洗。對免清洗工藝要選用不含鹵素或其它強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，應選用含鉍的低熔點焊膏。（7）根據(jù) PCB 的組裝密度（有無窄間距）來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，滴涂式又分為手動和自動滴涂機兩種方法） 、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)品的模型樣機和性能樣機的研制階段，以及生產(chǎn)中修補，更換元件等。（2）絲網(wǎng)印刷，絲網(wǎng)印刷用于元器件焊盤間距較大、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，因此一般應優(yōu)先采用金屬模板印刷工藝。 焊膏的儲存（1）焊膏應以密封形式保存在恒溫、恒濕的專用冷藏 柜內(nèi)，有鉛與無鉛錫膏分開儲存。（2）溫度在約為（2—10）℃，溫度過高，焊劑與合金焊料粉起化學反應，使粘度上升影響其印刷和焊接性能；溫度過低（低于 0 ℃） ，焊劑中的松香會產(chǎn)生結(jié)晶現(xiàn)象，使焊膏形狀惡化，這樣在解凍后會危及錫膏的流變特征。（3）一般保存時間自生產(chǎn)日期起 6 個月。8 / 41第 3 章 貼片膠貼片膠是應用于表面組裝的特種膠黏劑，又稱為表面組裝用黏結(jié)劑、貼片膠，有些地方還稱為“膠水” 。之所以稱為特種膠黏劑，這是因為它不僅能黏結(jié)元器件，而且具有優(yōu)良的電氣性能和多種工藝性能。 貼片膠的分類貼片膠按照分類方式的不同，分類如下：（1）按貼片膠的粘結(jié)材料分類① 環(huán)氧樹脂貼片膠；② 丙烯酸樹脂貼片膠；③ 改性環(huán)氧樹脂貼片膠；④ 聚氨脂貼片膠。（2）按固化方式分類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)氧樹脂、丙烯般樹脂、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)氧樹脂粘接劑采用的固化劑常用的有胺類固化劑（如二乙膠、二乙烯三胺等） 、酸酐類固化劑（如順酐、苯酐等） 、咪唑類同化劑和潛伏性中混同化劑。而丙烯酸樹脂粘接劑則采用安息香甲醚類作固化劑。不同的固化劑材料其固化溫度、固化時間也各不相同。胺類固化劑可實現(xiàn)樹脂室溫固化，咪唑類固化劑可實現(xiàn)樹脂的中溫固化，酸酐類固化劑可實現(xiàn)樹脂的高溫固化，而潛伏性中溫固化劑，可實現(xiàn)樹脂在低溫時幾乎不發(fā)生化學反應，一旦遇到合適溫度，如中溫（l20～150℃）時，樹脂和固化劑迅速發(fā)生反應，所以含伏性中溫固化劑的貼片膠必須低溫儲藏，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，所以丙烯酸類貼片膠采用紫外光固化工藝；環(huán)氧樹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，并具有9 / 41一定的剪切強度、良好的觸變性能和粘度的可調(diào)性，使得貼片膠更好滿足工藝要求。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實現(xiàn)不同的目的。如加入顏料以利于生產(chǎn)中進行觀察；添加潤濕劑，增加膠的潤濕能力，以達到好的粘力；添加阻燃劑以達到阻燃效果。所以常用的添加劑有顏料、潤濕劑和阻燃劑。 貼片膠的性能及其評估貼片膠的性能指標是評估各種貼片膠質(zhì)量優(yōu)劣的具體依據(jù)。了解貼片膠的性能就能在生產(chǎn)中對所施加的貼片膠進行選擇。（1）粘度粘度是貼片膠的一項重要指標，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：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，溫度和剪切速率對粘度的影響如圖 31 所示。粘度測試時應注意所選用的標準是否與供應商一致，特別是粘度計的型號、參數(shù)不一樣，測出的數(shù)據(jù)差別很大。一般采用旋轉(zhuǎn)粘度計測定。首先選定適宜的轉(zhuǎn)速，使讀數(shù)在刻度盤的 20%80%范圍內(nèi)。將裝有試樣的容器放入粘度測試儀轉(zhuǎn)子下，然后將轉(zhuǎn)子垂直浸入試樣中心部位，并使液面達到轉(zhuǎn)子液位線，旋轉(zhuǎn)粘度計，讀取指針在刻度盤上不變時的讀數(shù)。每個試樣測定三次，取平均值（單位 Pa?s）。測試中應保持試樣的溫度恒溫，使試樣溫度與試驗溫度達到平衡，并保持試樣溫度均勻。（2）屈服強度貼片膠固化前抵抗外力破壞的能叫屈服強度，它用屈服值來表征。當外力小于屈服圖 31 溫度、剪切速率對貼片膠粘度的影響10 / 41強度時，貼片膠仍保持固態(tài)形狀，當外力大于屈服強度時會呈現(xiàn)流體的流動行為。故貼片膠依靠屈服強度保持元件貼裝后進入固化爐之前的過程中承受一定的外力震動而不出現(xiàn)位移，一旦外力大于屈服強度，則元件出現(xiàn)位移。影響