【smt資料】錫膏基礎知識測試規(guī)范及錫膏的管理與印刷(word檔)(已修改)
2025-05-09 06:42 本頁面
【正文】 一、前言 所謂的 Reflow，在表面貼裝工業(yè)（ SMT）中，是指錠形或棒形的焊錫合金，經(jīng)過熔融并再制造成形為錫粉（即圓球形的微小錫球），然后搭配有機輔料（助焊劑）調(diào)配成為錫膏；又經(jīng)印刷、踩腳、貼片、與再次回熔并固化成為金屬焊點之過程，謂之 Reflow Soldering（回流焊接）。此詞之中文譯名頗多，如再流焊、回流焊、回焊（日文譯名）熔焊、回焊等；筆者感覺這只是將松散的錫膏再次回熔，并凝聚愈合而成為焊點，故早先筆者曾意譯而稱之為 “ 熔焊 ” 。但為了與已流行的術語不至相差太遠，及考慮字面并無迂回或巡 回之含意，但卻有再次回到熔融狀態(tài)而完成焊接的內(nèi)涵，故應稱之為回流焊或回焊。 圖 1 左圖為位于觀音工業(yè)區(qū)的協(xié)益電子公司，其 SMT 現(xiàn)場安裝之錫膏印刷機，為了避免鋼板表面之錫膏吸水與風干的煩惱起見，全機臺均保持蓋牢密封的狀態(tài)。右為開蓋后所見鋼板、刮刀及無鉛錫膏刮印等外貌。 SMT 無鉛回焊的整體工程與有鉛回焊差異不大，仍然是：鋼板印刷錫膏、器件安置（含片狀被動組件之高速貼片，與異形零件大形組件之自動安放）、熱風回焊、清潔與品檢測試等。不同者是無鉛錫膏熔點上升、焊性變差、空洞立碑增多、容易爆板、濕敏封件更易受害等煩惱，必須改 變觀念重新面對。事實上根據(jù)多年量產(chǎn)經(jīng)驗可知，影響回焊質(zhì)量最大的原因只有：錫膏本身、印刷參數(shù)以及回焊爐質(zhì)量與回焊曲線選定等四大關鍵。掌握良好者八成問題應可消弭之于無形。 二、錫膏的制造與質(zhì)量 錫膏組成與空洞 錫膏是由重量比 8890％的焊料合金所做成的微小圓球（稱為錫粉 Powder），與 1012％有機輔料 圖 2 錫稿回焊影響其錫性與焊點強度方面的因素很多，此處歸納為五大方向，根據(jù)多年現(xiàn)場經(jīng)驗可知，以錫膏與印刷及回焊曲線（ Profile）等三項占焊接品質(zhì)之比重高達七八成以上，以下本文將專注于此三大內(nèi)容之介紹，至于機器操作部分 將不再著墨。 （即通稱之 Flux 助焊劑）所組成；由于前者比重很大（ ）而后者的比重很輕（約在 ），故其體積比約為 1： 1。 SAC 無鉛焊料之比重較低（約 ），且因沾錫 較差而需較多的助焊劑，因而體積比更接近 1： 1。故知錫粉完成愈合形成焊點之回焊后，其濃縮后的體積將不足印膏的一半。一旦外表先行冷卻固化，深藏在內(nèi)的有機物勢必無法逃出，只好被裂解吹脹成為氣體。此即錫膏回焊之各種焊點中，氣洞或空洞（ Voiding）無所不在的主要成因，其數(shù)量與大小均遠超過波焊。 圖 3 無鉛錫膏中之錫粉 (Powder 指微小球體 )約占重量 比 8890%，必須正圓正球形才能方便印刷中的滑動。由于硬度較軟容易被壓傷，故攪拌時要小心。左二圖即為無鉛錫粉之放大圖。右圖為錫膏中大小錫粉搭配成型的印著畫面。 現(xiàn)行無鉛錫膏以日系 SAC305 為主（歐系 SAC3807，或美系 SAC405 等次之），日系尚另有 SZB83，及 SCN 等。至于 AIM 公司的著名錫膏 CASTIN（ ）之四元合金在亞太地區(qū)則很少見到。 錫粉制造與質(zhì)量 將原始焊錫合金在氮氣環(huán)境中先行熔成液態(tài)，繼以離心力容器將之甩出來成為小球狀的錫粉；或采氮 氣強力噴霧法，在氮氣高塔中冷卻及下降而成為另一種錫粉。 待續(xù) 圖 4 錫粉是從熔融液錫所成形而調(diào)制，左圖為氮氣塔中利用強力氮氣噴成粉體之情形，右為液錫在離心力設備上甩出成粉的另一種制程。 之后分別用篩子篩選出各種直徑的小球，然后再按尺寸大小采重量比例去與助焊劑調(diào)配與混合，即成為回焊用的錫膏。 對于錫粉的基本要求比起助焊劑來較為簡單，其質(zhì)量重點只要求外形一定要正圓球形，以符合印刷作業(yè)中向前滾動的條件。其次是直徑尺寸應大小匹配互補，以減少印刷后貼件或踩腳時的坍塌（ Slump）。第三項質(zhì)量是外表所生成的氧化物不可太厚，否則 在助焊劑未能徹底清除 下，熔融愈合中將會被主體排擠出去而成為不良的錫球。不過一旦外表完全無氧化物時，也較有機會發(fā)生 “ 冷熔 ” （ Cold Welding）現(xiàn)象進而容易堵死鋼板開口。通常要求開口之寬度以并迭 57 顆主要錫球為原則。 助焊劑之成份及品質(zhì) 助焊劑（ Flux）之成份非常復雜，已成為影響錫膏乃至于回焊質(zhì)量之最關鍵部份，且更成為品牌好壞的主要區(qū)別所在。其主要成份有樹脂（ Resin）、活化劑（ Activator）、溶劑（ Solvent）、增黏劑（ Tackifier 即搖變劑）、流變添加劑（ Rheological Additives）亦稱抗垂流 劑（ Thixotropic Agent，或稱搖變劑或觸變劑或流變劑等）、表面潤濕劑（ Surfactant）、腐蝕抑制劑等，現(xiàn)簡要說明于后： 樹脂 —— 也就是整體助焊劑的基質(zhì)，一向以水白式松香（ Rosin 或稱松脂）為主，常溫中 8090％為固體形式的松脂酸（ Abietic Acid），高溫中將熔融成
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