焊接材料完整版本

一.焊料二.助焊劑三.膏狀焊料四.無(wú)鉛焊料主要內(nèi)容

五.SMT所用的粘合劑

一.焊料要求：易熔的金屬，熔點(diǎn)低于被焊的金屬熔點(diǎn)低、凝固快的特點(diǎn)熔融時(shí)應(yīng)該有較好的浸潤(rùn)性和流動(dòng)性凝固后要有足夠的機(jī)械強(qiáng)度焊料的分類(lèi)：按組成成份可分為鉛錫合金、銀焊料、銅焊料一般電子產(chǎn)品裝配焊接中，主要使用鉛錫合金（焊錫）錫（Sn）是一種質(zhì)軟低熔點(diǎn)的金屬，熔點(diǎn)為232℃，純錫較貴，質(zhì)脆而機(jī)械性能差；在常溫下，錫的抗氧化性強(qiáng)。錫容易同多數(shù)金屬形成金屬化合物。鉛（Pb）是一種淺青白色的軟金屬，熔點(diǎn)為327℃，機(jī)械性能也很差。鉛的塑性好，有較高的抗氧化性和抗腐蝕性。鉛屬于對(duì)人體有害的重金屬。1、鉛錫合金與鉛錫合金狀態(tài)圖（1）鉛錫合金鉛錫焊料具有一系列鉛和錫所不具備的優(yōu)點(diǎn)：

熔點(diǎn)低，低于鉛和錫的熔點(diǎn)，有利于焊接；

機(jī)械強(qiáng)度高，合金的各種機(jī)械強(qiáng)度均優(yōu)于純錫和鉛；

表面張力小、粘度下降，增大了液態(tài)流動(dòng)性，有利于在焊接時(shí)形成可靠接頭；

抗氧化性好，鉛的抗氧化性?xún)?yōu)點(diǎn)在合金中繼續(xù)保持，使焊料在熔化時(shí)減少氧化量。（2）鉛錫合金狀態(tài)圖共晶點(diǎn)（3）共晶焊錫上圖中在共晶點(diǎn)所對(duì)于的對(duì)應(yīng)合金成分為Pb-38.1％、Sn-61.9％的鉛錫合金稱(chēng)為共晶焊錫，是鉛錫焊料中性能最好的一種。優(yōu)點(diǎn)：它的熔點(diǎn)最低，只有182℃熔點(diǎn)和凝固點(diǎn)一致流動(dòng)性好，表面張力小，浸潤(rùn)性好機(jī)械強(qiáng)度高，導(dǎo)電性能好2、焊料性能及雜質(zhì)的影響錫鉛導(dǎo)電性（銅：100％）抗張強(qiáng)度（kgf/mm2）剪切強(qiáng)度（kgf/mm2）100013.91.492.095513.63.153.1604011.65.363.5505010.74.733.1425810.24.413.135659.74.573.630709.34.733.501007.91.42表3.9不同比例鉛錫合金的物理性能和機(jī)械性能表3.10常用焊錫：一般鉛錫焊料的成分及用途表3.11電子產(chǎn)品生產(chǎn)常用的低溫焊錫

（1）助焊劑的作用去除氧化膜防止氧化減小表面張力使焊點(diǎn)美觀二.助焊劑用于清除被焊金屬表面的氧化膜，保證焊錫浸潤(rùn)的一種化學(xué)劑（2）助焊劑的分類(lèi)及主要成分無(wú)機(jī)焊劑的活性最強(qiáng)，能除去金屬表面的氧化膜，但同時(shí)有強(qiáng)腐蝕作用，一般不能在焊接電子產(chǎn)品中使用。有機(jī)焊劑的活性次于氯化物，有較好的助焊作用，但是也有一定腐蝕性，殘?jiān)灰浊謇?，且揮發(fā)物對(duì)操作者有害。說(shuō)明：松香加熱到70℃以上時(shí)開(kāi)始呈液態(tài)，此時(shí)有一定的化學(xué)活性，呈現(xiàn)較弱的酸性，可與金屬表面的氧化物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；冷卻后松香又變成穩(wěn)定的固體，無(wú)腐蝕性，絕緣性強(qiáng)，在電子產(chǎn)品裝配中應(yīng)用較廣。缺點(diǎn)：易氧化、易結(jié)晶、穩(wěn)定性差，在高溫時(shí)很容易碳化（發(fā)黑）造成虛焊。松香焊劑主要成分是松香，是由自然松脂中提煉出來(lái)的樹(shù)脂類(lèi)混合物，主要成分是松脂酸和海松酸等。松香水：松香：酒精=1：3用再流焊設(shè)備焊接SMT電路板要使用膏狀焊料。膏狀焊料俗稱(chēng)焊膏，焊錫膏由焊粉和糊狀助焊劑組成。錫膏三.膏狀焊料（1）焊粉和助焊劑①焊粉焊粉是合金粉末，是焊膏的主要成分。焊粉是把合金材料在惰性氣體（如氬氣）中用噴吹法或高速離心法生產(chǎn)的，并儲(chǔ)存在氮?dú)庵斜苊庋趸：阜鄣暮辖鸾M分、顆粒形狀和尺寸對(duì)焊膏的特性和焊接的質(zhì)量（焊點(diǎn)的潤(rùn)濕、高度和可靠性）產(chǎn)生關(guān)鍵性的影響。理想的焊粉應(yīng)該是粒度一致的球狀顆粒，國(guó)內(nèi)外銷(xiāo)售的焊粉的粒度有150目、200目、250目、350目和400目等的數(shù)種。注：粒度用來(lái)描述顆粒狀物質(zhì)的粗細(xì)程度，原指篩網(wǎng)在每1英寸長(zhǎng)度上有多少個(gè)篩孔（目數(shù)），目數(shù)越多，篩孔就越小，能通過(guò)的顆粒就越細(xì)小。常用焊粉的金屬成分對(duì)溫度特性及焊膏用途的影響表1表2常用焊粉的金屬成分對(duì)溫度特性及焊膏用途的影響對(duì)不同粒度等級(jí)的焊粉的質(zhì)量要求

②助焊劑助焊劑重量百分含量一般占焊膏的8~15%，其主要成分有樹(shù)脂（光敏膠）、活性劑和穩(wěn)定劑等。助焊劑的化學(xué)活性可分為3個(gè)等級(jí)：非活性（R,松香助焊劑-Rosinflux）、中等活性（RMA，MiddleActivated）和全活性（RA，Activated）。在向印制電路板上涂敷焊膏時(shí)，助焊劑影響焊膏圖形的形狀、厚度及塌落度。一般，采用模板印刷的焊膏，其助焊劑含量不超過(guò)10%。在貼放元器件時(shí)，助焊劑影響粘度，助焊劑的含量高，粘度就小。注意：在再流焊過(guò)程中，助焊劑決定焊膏的潤(rùn)濕性、焊點(diǎn)的形狀以及焊料球飛濺的程度。

焊接完成后，助焊劑殘留物的性質(zhì)決定采用免清洗、可不清洗、溶劑清洗或水清洗工藝。免清洗焊膏內(nèi)的助焊劑含量不得超過(guò)10%。助焊劑的成分影響焊膏的存儲(chǔ)壽命。焊膏中助焊劑的主要成分及其作用（2）焊膏的組成和技術(shù)要求焊膏是用合金焊料粉末和觸變性助焊劑均勻混合的乳濁液。組成：對(duì)焊膏的技術(shù)要求：①合金組分盡量達(dá)到共晶溫度特性。②在存儲(chǔ)期間，焊膏的性質(zhì)保持不變，合金焊粉與助焊劑不分層。③焊膏的粘度滿(mǎn)足工藝要求，具有良好的觸變性。觸變性，是指膠體物質(zhì)隨外力作用而改變粘度的特性。④焊料中合金焊粉的顆粒均勻，微粉少，助焊劑融熔汽化時(shí)不會(huì)爆裂，保證在再流焊時(shí)潤(rùn)濕性好，減少焊料球的飛濺。涂敷焊膏的不同方法對(duì)焊膏粘度的要求（3）常用焊錫膏及選擇依據(jù)市場(chǎng)銷(xiāo)售的焊錫膏品種及適用范圍選擇依據(jù)：①要根據(jù)電子產(chǎn)品本身的價(jià)值和用途選擇焊膏的檔次。②根據(jù)產(chǎn)品的生產(chǎn)流程、印制電路板的制板工藝和元器件的情況來(lái)確定焊膏的合金組分：最常用的焊膏合金組分是Sn63Pb37和Sn62Pb36Ag2；

焊端或引腳采用鈀金、鈀銀厚膜電極或可焊性差的元器件應(yīng)該選擇含銀焊膏；印制板焊盤(pán)表面是水金鍍層的，不要采用含銀焊膏。③根據(jù)對(duì)印制電路板清潔度的要求以及焊接以后的清洗工藝來(lái)選擇焊膏：采用溶劑清洗工藝時(shí)，要選用溶劑清洗型焊膏；采用水清洗工藝時(shí)，要選用水溶性焊膏；采用免清洗工藝時(shí)，要選用不含鹵素和強(qiáng)腐蝕性化合物的免清洗焊膏；焊接BGA、CSP封裝的集成電路，芯片的焊點(diǎn)處難于清洗，應(yīng)該選用高質(zhì)量的免清洗含銀焊膏。④根據(jù)印制電路板和元器件的庫(kù)存時(shí)間和表面氧化程度選擇不同活性的焊膏。焊接一般SMT產(chǎn)品，采用活性RMA級(jí)的焊膏；高可靠性、航天和軍工電子產(chǎn)品，可以選擇R級(jí)活性的焊膏；印制板和元器件存放的時(shí)間長(zhǎng)，表面氧化嚴(yán)重的，應(yīng)該采用RA級(jí)活性的焊膏，焊接以后要清洗。⑤根據(jù)電路板的組裝密度選擇不同合金焊粉粒度的焊膏，焊接窄間距焊盤(pán)和引腳的電路板，要采用粒度3型（20~45μm）的焊膏。⑥根據(jù)在電路板上涂敷焊膏的方法和組裝密度選擇不同粘度的焊膏，高密度印刷工藝要求焊膏的粘度高，手工滴涂要求焊膏的粘度低。（4）焊膏管理與使用的注意事項(xiàng)①焊膏通常應(yīng)該保存在5~10℃的低溫環(huán)境下，可以?xún)?chǔ)存在電冰箱的冷藏室內(nèi)。②一般應(yīng)該在使用前至少2h從冰箱中取出焊膏。③觀察錫膏，如果表面變硬或有助焊劑析出，必須進(jìn)行特殊處理，否則不能使用。④使用時(shí)取出焊膏后，應(yīng)該蓋好容器蓋，避免助焊劑揮發(fā)。⑤涂敷焊膏和貼裝元器件時(shí)，操作者應(yīng)該戴手套，避免污染電路板。⑥如涂敷不準(zhǔn)確，必須擦洗掉焊膏再重新涂敷。擦洗免清洗焊膏不得使用酒精。⑦印好焊膏的電路板要及時(shí)貼裝元器件，盡量在4小時(shí)內(nèi)完成再流焊。⑧免清洗焊膏原則上不允許回收使用。⑨

再流焊的電路板，需要清洗的應(yīng)該在當(dāng)天完成清洗，防止焊錫膏的殘留物對(duì)電路產(chǎn)生腐蝕。1、鉛及其化合物帶來(lái)的污染2、無(wú)鉛焊接工藝的提出日本首先研制出無(wú)鉛焊料，立法規(guī)定有鉛焊接的終止期限為2003年年底，從2004年開(kāi)始將不允許含鉛電子產(chǎn)品進(jìn)口；歐盟也決定在2006年在電子產(chǎn)品中限制使用包括鉛在內(nèi)的有害物質(zhì)。四.無(wú)鉛焊料歐盟WEEE和ROHS指令3、無(wú)鉛焊料的研究與推廣①對(duì)無(wú)鉛焊料的理想化技術(shù)要求如下：·無(wú)毒性·性能好·兼容性好·材料成本低無(wú)鉛錫絲②最有可能替代鉛錫焊料的無(wú)毒合金是以錫（Sn）為主，添加銀（Ag）、鋅（Zn）、銅（Cu）、銻（Sb）、鉍（Bi）、銦（In）等金屬元素。無(wú)鉛焊料的可能選擇方案：

Sn-Ag系焊料

Sn-Zn系焊料

Sn-Bi系焊料4、無(wú)鉛焊料存在的缺陷①擴(kuò)展能力差②熔點(diǎn)高烙鐵頭溫度應(yīng)控制在350℃~370℃無(wú)鉛波峰焊設(shè)備5、無(wú)鉛焊料引發(fā)的新課題①元器件問(wèn)題②印制電路板問(wèn)題③助焊劑問(wèn)題④焊接設(shè)備問(wèn)題⑤工藝流程中的問(wèn)題⑥廢料回收問(wèn)題五.SMT所用的粘合劑1、SMT

工藝對(duì)粘合劑的要求①對(duì)應(yīng)用于SMT工藝來(lái)說(shuō)，理想的粘合劑應(yīng)該具有下列性能：

化學(xué)成分簡(jiǎn)單——制造容易；

存放期長(zhǎng)——不需要冷藏而不易變質(zhì)；

良好的填充性能——能填充電路板與元器件之間的間隙；

不導(dǎo)電——不會(huì)造成短路；

觸變性好——滴下的輪廓良好，不流動(dòng)，不會(huì)因流動(dòng)而污染元器件的焊盤(pán)；

無(wú)腐蝕——不會(huì)腐蝕基板或元器件；

充分的預(yù)固化粘性——能靠粘性從貼裝頭上取下元器件；

充分的固化粘接強(qiáng)度——能夠可靠地固定元器件；

化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定——與助焊劑和清洗劑不會(huì)發(fā)生反應(yīng)；

可鑒別的顏色——適合于視覺(jué)檢查。②從加工操作的角度考慮，粘合劑還應(yīng)該符合的要求有：

使用操作方法簡(jiǎn)單——點(diǎn)滴、注射、絲網(wǎng)印刷等；

容易固化——固化溫度低（不超過(guò)150~180℃，一