錫膏是一種灰色膏體，是伴隨著SMT應運而生的一種新型焊接材料
，是由焊錫粉、助焊劑以及其它的表麵活性劑
、觸變劑等加以混合，形成的 膏狀混合物。在常溫下，焊膏可將電子元器件初粘在既定位置，當被加熱到一定溫度時﹐隨(sui)著(zhe)溶(rong)劑(ji)和(he)部(bu)分(fen)添(tian)加(jia)劑(ji)的(de)揮(hui)發(fa)，合(he)金(jin)粉(fen)的(de)熔(rong)化(hua)，使(shi)被(bei)焊(han)元(yuan)器(qi)件(jian)和(he)焊(han)盤(pan)連(lian)在(zai)一(yi)起(qi)，冷(leng)卻(que)形(xing)成(cheng)永(yong)久(jiu)連(lian)接(jie)的(de)焊(han)點(dian)。對(dui)焊(han)膏(gao)的(de)要(yao)求(qiu)是(shi)具(ju)有(you)多(duo)種(zhong)塗(tu)布(bu)方(fang)式(shi)，特(te)別(bie)具(ju)有(you)良(liang)好(hao)的(de)印(yin)刷(shua)性(xing)能(neng)和(he)再(zai)流(liu)焊(han)性(xing)能(neng)，並(bing)在(zai)貯(zhu)存(cun)時(shi)具(ju)有(you)穩(wen)定(ding)性(xing)。

 

 

主要用於SMT行業PCB表麵電阻
、電容、IC等deng電dian子zi元yuan器qi件jian的de焊han接jie。通tong俗su的de說shuo，錫xi膏gao是shi一yi種zhong用yong於yu連lian接jie零ling件jian電dian極ji與yu線xian路lu板ban焊han盤pan的de物wu料liao，該gai物wu料liao是shi主zhu要yao成cheng份fen為wei錫xi的de合he金jin
，固gu化hua後hou可ke以yi起qi到dao導dao通tong零ling件jian電dian極ji與yuPCB的作用。

 

SMT全自動錫膏印刷工藝技術詳細介紹：

 

 

全自動錫膏印刷機至關重要：

 

 

solder paster也稱焊錫膏，灰色或灰白色膏體，比重界乎:7.2-8.5。一般為五百克密封瓶裝，也有特別定做的如針銅包裝或一公斤包裝,與傳統焊錫膏相比，多了金屬成分。於零到十度間低溫保存(五至七度最佳),日前也有常溫保存錫膏麵市

，效果仍不甚理想。

 

 

所謂的Reflow回流焊接，在表麵貼裝工藝（SMT）中
，是指錠形或棒形的焊錫合金
，經過熔融並再製造成形為錫粉（即圓球形的微小錫球），然後搭配有機輔料（助焊劑）調配成為錫膏；又經印刷、踩腳、貼片、與再次回熔並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
、回流焊爐、表麵黏著SMT回流焊
、SMT迴流焊爐等；筆者感覺這隻是將鬆散的錫膏再次回熔，並凝聚愈合而成為焊點，故早先筆者曾意譯而稱之為“熔焊”。danweileyuyiliuxingdeshuyubuzhixiangchataiyuan，jikaolvzimianbingwuyuhuihuoxunhuizhihanyi，danqueyouzaicihuidaorongrongzhuangtaierwanchenghanjiedeneihan
，guyingchengzhiweihuiliuhanhuohuihan。

 

下圖是SMT元器件的發展曆程以及展望未來的發展趨勢。目前英製01005貼片器件和0.4 pitch的BGA/CSP 在SMT生產中運用比較普遍。公製03015貼片器件也有少部分在生產中運用，而公製0201貼片器件目前還隻是在試產階段
，預計未來幾年會逐漸在生產中運用。

 

 

0201及01005元件引入的主要問題是尺寸小、工藝窗口小。0201約為0402尺寸的四分之一
，而01005又為0201尺寸的四分之一（見下圖）。

 

 

0201/01005的裝配工藝涉及PCB焊盤要求
、鋼網設計

、錫膏、錫膏印刷工藝
、貼片控製
、回流焊參數等諸多因素。

 

 

越來越小的元器件，對我們生產的工藝也將會越來越難，一次直通率的提升成了SMT工藝工程師的主要攻克目標好任務。一般來說SMT行業60%以上的不良都和錫膏印刷有關
，錫膏印刷是SMT生產中的一道關鍵工序。解決了錫膏印刷的問題，就相當於解決了整個SMT工序中大半的工藝問題。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

印刷是一個建立在流體力學下的製程,它可多次重複地保持,將定量的物料(錫膏或紅膠)塗覆在PCB的表麵
，一般來講,印刷製程是非常簡單的,PCB的上麵與鋼網保持一定距離(非接觸式)或完全貼住(接觸式)
，錫膏或紅膠在刮刀的作用下流過鋼網的表麵，並將其上的切口填滿，於是錫膏或紅膠便貼在PCB的表麵
，最後，鋼網與PCB分離
，於是便留下由錫膏或紅膠組成的圖像在PCB上.

 

 

印刷參數與錫膏顆粒直徑

、鋼gang網wang開kai口kou設she計ji一yi樣yang
，對dui於yu錫xi膏gao印yin刷shua都dou起qi著zhe非fei常chang重zhong要yao的de作zuo用yong，它ta們men是shi決jue定ding印yin刷shua效xiao果guo的de三san個ge主zhu要yao因yin素su。在zai印yin刷shua過guo程cheng中zhong
，上shang述shu三san個ge因yin素su都dou將jiang轉zhuan化hua為wei“摩擦力”
，對印刷效果產生影響。而“摩擦力=錫膏粘度*接觸麵積”，當錫膏的粘度一定時
，摩擦力的大小由接觸麵積決定。錫膏與網孔內壁接觸形成向上的摩擦力，對印刷效果起反作用；錫xi膏gao與yu焊han盤pan接jie觸chu形xing成cheng向xiang下xia的de摩mo擦ca力li，對dui印yin刷shua效xiao果guo有you利li。當dang向xiang上shang的de摩mo擦ca力li大da於yu向xiang下xia的de摩mo擦ca力li時shi
，印yin刷shua效xiao果guo差cha，往wang往wang出chu現xian拉la尖jian或huo少shao錫xi的de現xian象xiang。反fan之zhi，當dang向xiang上shang的de摩mo擦ca力li小xiao於yu向xiang下xia的de摩mo擦ca力li時shi，印yin刷shua效xiao果guo較jiao好hao（如圖下所示）。

 

 

錫(xi)膏(gao)印(yin)刷(shua)過(guo)程(cheng)中(zhong)，錫(xi)膏(gao)的(de)粘(zhan)度(du)並(bing)不(bu)是(shi)一(yi)成(cheng)不(bu)變(bian)的(de)。隨(sui)著(zhe)時(shi)間(jian)延(yan)長(chang)，鋼(gang)網(wang)上(shang)的(de)錫(xi)膏(gao)會(hui)由(you)於(yu)吸(xi)收(shou)空(kong)氣(qi)中(zhong)水(shui)汽(qi)或(huo)助(zhu)焊(han)劑(ji)的(de)揮(hui)發(fa)而(er)造(zao)成(cheng)錫(xi)膏(gao)粘(zhan)度(du)變(bian)化(hua)進(jin)而(er)影(ying)響(xiang)印(yin)刷(shua)效(xiao)果(guo)。除(chu)了(le)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)適(shi)時(shi)添(tian)加(jia)新(xin)錫(xi)膏(gao)改(gai)善(shan)外(wai)，還(hai)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)下(xia)述(shu)調(tiao)整(zheng)方(fang)式(shi)來(lai)改(gai)善(shan)錫(xi)膏(gao)粘(zhan)度(du)：

 

①錫膏粘度隨溫度降低而增大，隨溫度升高而減小。一般要求控製在25±2.5℃。

 

②錫膏粘度與其運動的角速度成反比。

 

③錫膏在鋼網上印刷時的截麵直徑越大，粘度越大
；但同時錫膏暴露在空氣中時間過長會使其品質劣化，一般都采用10-15mm錫膏滾動直徑。

 

④刮刀角度也可以影響到錫膏的粘度，角度越大，粘度越大
，一般采用45°或60°兩種。

 

⑤印刷速度越大，錫膏粘度越小。

 

 

 

重要的印刷品質變量包括模板孔壁的精度和光潔度。保存模板寬度與厚度的適當的縱橫比(aspect ratio)是重要的。推薦的縱橫比為1.5。這對防止模板阻塞是重要。一般

，如果縱橫比小於1.5，錫膏會保留在開孔內。除了縱橫比之外，如IPC-7525《模板設計指南》所推薦的

，還要有大於0.66的麵積比(焊盤麵積除以孔壁麵積)。IPC-7525可作為模板設計的一個良好開端。 

 

2.1 鋼網加工方式

 

 

有實驗表明
，同等條件下
，電鑄鋼網印刷的錫膏量較激光切割的多。電鑄孔焊膏釋放量接近85%，而激光孔的釋放量則在70%-75%之間。不僅如此
，前者體積偏差也更小。實驗還發現
，使用激光切割鋼網的0201裝配，其過程缺陷總數較電鑄的多。

 

2.2 鋼網厚度

 

鋼網厚度主要與麵積比有關，即影響錫膏通過量。對0201元件而言，一般使用鋼網厚度為4-6mil
，一般選用4mil或5mil居多。實際過程中，鋼網厚度應結合元件特性
、布局、開孔設計方式而定，以達到合適的麵積比。

 

 

新型低溫錫膏（Low Temperature Solder
，簡稱LTS）焊接工藝
，這是一種創新性的表麵焊接技術，能夠有效減少電子產品製造過程中的熱量
、能耗與碳排放，同時可進一步降低企業生產成本。

 

 

這項工藝的一大殺手鐧是，原件焊接最高溫度隻有180攝氏度左右，比傳統方法降低了大約70度，直接緩解了電子產品製造過程中的高熱量、高能耗問題。整個測試和驗證過程使用低溫焊料
，利用現有回流焊設備，在降低生產成本的同時成功實施新工藝。

 

這項工藝也能顯著減少碳排放，並提高設備可靠性。聯想計劃2017年在8條SMT生產線實施新型低溫錫膏焊接工藝，預計可減少35％碳排放。截至2018年底，聯想將有33條SMT生產線（每條生產線配備兩部焊接爐）采用新工藝

，預計每年可減少5,956噸CO2排放
，相當於670,170加侖汽油燃燒產生的二氧化碳排放量。新工藝在“烘烤”過程中減少了熱應力，進一步提高了設備可靠性。在早期部署階段，聯想發現製造過程中印刷電路板翹曲率降低了50％，每百萬零件的缺陷率也有所減少。

 

低溫錫膏焊接的峰值溫度由250°C降至180°C左右，並將印刷電路板翹曲率降低了50％以上

 

新型低溫錫膏焊接工藝可廣泛應用於所有涉及印刷電路板的電子行業製造流程
，更為產品集成化拓展了更大的設計自由度和想象空間。

 

有研究表明，印數速度、脫模速度、印刷速度和脫模速度的交互作用是影響0201貼裝的顯著因子，且較低的印數速度與脫模速度可以降低0201元件的貼裝不良率。

 

 

在線3D-SPI錫膏印刷厚度檢測儀設備絕對是焊接行業內重量級裝備。

 

 

連線三點鏈接反饋；

 

 

本文轉載自SMT設備與工藝技術論壇公眾號。