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，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，形成保護膜防止焊接過程中合金粉進一步氧化，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作用?；臉渲饕兴上阒⒑铣蓸渲?，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。