SMT与可制造性设计.doc

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1、SMT与可制造性设计（四、五）发表于：2009-11-2609:19:01点击：2第四章：表而组装工艺材料表而纽装工艺材料主要有焊料、粘结剂、阻焊剂、助焊剂、清洗剂等。料主要是指钎焊材料,包括焊膏、膏状焊条、焊丝、焊片、焊球。阻焊剂：主要用于水溶性助焊剂波峰焊时涂覆金于指、后附元器件的通孔焊盘等处，以防不需要沾锡处沾锡或后附元器件的通孔被焊锡堵塞。助焊剂：用于波峰焊和手工焊时，在低温阶段起辅助热传导去氧化作用，在高温阶段起降低表而张力、防止再氧化的作用。清洗剂：用于清洗焊接过程中产生的残留物及生产工艺过程中带进的灰尘、油脂等污

2、物。本章主要介绍电子焊接材料、锡铅焊接合金、无铅焊接材料、助焊剂、焊膏、焊锡丝、粘结剂（贴片胶）和清洗剂。4.1电子焊接材料简称焊料，是指钎焊材料。电子产品焊接对焊料的要求如下：（1）要求相对低的焊接温度，以不损坏元器件和印刷板；（2）熔融焊料在被焊金属表面有良好的流动性和润湿性；（3）合金的冶金性能良好，与铜、银一耙、金、42号合金、银等常用的PCB焊盘、元件引脚材料能够形成优良的焊点；（4）凝固时间要短，以利于焊点成行，便于操作；（5）焊接过程中生成的残渣少；（6）焊料的加工性好，容易加工成焊球、焊片、焊条、焊丝等形式；（

3、7）焊接后焊点的导电性好，并具有足够好的机械强度和抗嫦变性，以保证电气与机械连接的长期可靠性；（8）抗蚀性好；（9）焊料原料來源广泛，价格低廉，以保证供货稳定；电子焊接的方法很多，有波峰焊、再流焊、于-工焊、激光焊、热压焊等。根据不同的焊接设备、焊接工艺、电子产品的具休耍求，通常需耍将焊料加工成各种形状，如波峰焊用的棒状焊料、再流焊用的膏状焊料、手工焊用的无芯和含有务种助焊剂的丝状焊料、倒装焊用的球状焊料、热压焊用的片状预成型焊料等。4.2锡铅焊接合金山于Sn和许多金屈容易形成化合物，在常温下不易氧化，在大气中有较好的抗腐蚀性

4、，不易失去光泽，对人类环境无害，因此很久以来Sn—直被用作两种金属之间的焊接材料。4.2.1锡的基本物理/化学特性锡是银白色有光泽的金属，耐氧化，在空气中仍能保持光泽度，熔点为232°C，质地软。延展性好的低熔点金属。锡的相变温度为13.2°C（相变：在固体状态下，山于原子排列发生变化血产生相变）。锡的化学性质：抗有机酸的腐蚀，对中性物质来说，有较高的抗腐蚀性；锡是一种两性金属，能与强酸强碱发生化学反应，对于那些在酸性、碱性、盐雾环境下使用的纽•装板，需耍三防涂覆保护焊点。液态锡易氧化：锡在固体不易氧化，然而在融化状态下极易氧

5、化，生产黑色的SnOo可以加入防氧化油，使用活性炭类的固体防氧化剂，使用防氧化焊料（在锡铅合金焊料中加入少量的其他金属粉末），采用N2保护。浸析现象：浸入液态焊料中的固体金屈会产生溶解，生产中将这种现象称为浸析现象，俗称被吃°金、银、铜等金属元素在液体锡基焊料中均有较高的溶解速度。比如在焊接厚膜电镀和银一耙合金端电极的片式元件时也会出现浸析现象，银一耙电极中的银会溶解到锡基焊料中，焊后造成端头脱落，俗称“脱帽”现象，可通过含Ag焊料来解决。Sn和许多金属容易形成金属间化合物，使Sn能够与多种金属在儿秒蚀内完成扩散、溶解、冶金结

6、合、形成焊点。同吋，也山于这一•特点，容易使金属间化合物生长过快，造成焊点界ill/金属间化合物厚度过椁而使焊点变脆、机械强度变差，导致焊点提前失效。锡的品须whiskerM题:镀喑锡（不加增光剂）、热处理（退火、熔化、冋流）、中间镀层（在镀Sn前先镀一层其他金屈作为阻挡，然后再镀Sn）。4.2.2铅的基本物理/化学特性4.2.3锡铅合金的基本物理/化学特性密度、相变温度、电导率（-•般一个焊点的电阻通帘在1~10欧姆之间）、热导率（焊料的热导率随温度的增加而减小）、热膨胀系数CTE、黏度与表面张力（优良的焊料要有较低的黏度和

7、农面张力，以增加焊料的流动性及被焊金属之间的润湿性，无铅焊料的表面张力比锡铅合金的表而张力大，所以润湿性差）、冷凝收缩现象。4.2.4铅在焊料中的作用降低熔点，有利于焊接；改善机械性能，提高锡铅合金的抗拉强度和剪切强度；降低衣面张力和黏度，从而増大液态焊料的流动性，有利于焊料在被焊金属衣面上的润湿性；抗氧化性,使焊点抗氧化性能增加：铅的润滑性，是Sn-Pb焊膏印刷时有一定的润滑作用；可以避免灰锡的影响：避免产生晶须。4.2.5锡铅合金中的杂质及其影响锡铅焊料主耍成分是锡和铅，除此之外，有微量的其他金屈元素以杂质的形式混入，有些

8、事无害的，有些杂质则不然，即使掺入少量，也会対润湿性和焊接点的性能产生很大的影响。锌、铝、镉、Sb、铜、铁、Bi、As、Po4.2.6无铅焊料合金对无铅焊料合金的要求：合金中不含铅或者其他对环境有污染的元素；熔点应尽量与Sn/Pb共晶合金接近，在180。~230。之间；有较小