电子厂SMT无铅锡膏发干原因分析

     电子厂SMT锡膏在使用过程中粘度上升、甚至发干会引发诸多问题，如印刷不良、漏印、下锡量减少、器件移位、飞片等，都会导致焊接良率大幅下降。造成锡膏发干的可能因素很多，大致可概括为使用条件原因和锡膏品质原因，但从本质上讲，都是由于助焊剂与锡粉发生化学反应所引起。

一. 使用条件
1. 回温：为了减缓助焊剂和锡粉的反应速度，延长保存时间，锡膏通常都需冷藏储存。在使用前必须将锡膏置于室温进行回温。一般来说500g装的锡膏必须至少回温2小时以上，以使锡膏的温度与环境温度相同。回温不足就打开密闭的罐盖，会导致空气中的水汽因为温差而凝结并进入锡膏，从而引起发干。
另外需要提醒的是，若使用锡膏自动搅拌机，则应缩短或取消回温过程。自动搅拌机一般采用离心式设计，高速旋转会使锡膏温度上升（上升幅度取决于搅拌时间），因此若锡膏温度已与室温相同，再经过离心搅拌后，温度甚至可能会上升到40℃以上，从而影响锡膏品质。
2. 环境温度及湿度：大部分锡膏的推荐使用环境温度为20-25℃，相对湿度30%-60%。温度过高会加快锡膏中溶剂的挥发速度及锡膏助焊剂与锡粉的反应速度（通常温度每升高10℃，化学反应速度约增加一倍），因此锡膏更易发干；温度过低又会影响锡膏的粘度及流变性能，易发生印刷缺陷。同样，湿度过高会使进入锡膏的水汽大大增加；湿度过低又会加快锡膏中溶剂的挥发速率（湿度过高相对于湿度过低更易使锡膏发干）。
二. 锡膏品质
    锡膏品质问题是造成发干的最主要原因。这里所指的品质问题并非指供应商生产控制问题而造成的品质波动（事实上由这类波动引发发干的情况很少），而是指由于锡膏本身的设计缺陷所造成的不稳定。
    锡膏是由锡粉和助焊剂混合而成，因此锡粉质量及助焊剂的稳定性都会对锡膏使用寿命产生影响，其中助焊剂的稳定性是决定锡膏是否容易发干的关键因素。所谓助焊剂的稳定性是指在常温下其物理、化学性能较为稳定，不易结晶或与金属发生反应等。众所周知，助焊剂的主要作用是去除焊料及母材表面的氧化物，这是一个化学反应过程。

    SMT无铅助焊剂要起到这一作用就必须具有活性，助焊剂的活性系统是焊接得以顺利进行的关键，活性越强去除氧化物的能力也越强，反之则弱。由于具有活性，锡膏在储存及使用过程中，助焊剂与锡粉的反应始终存在，只是在低温下反应速度非常缓慢，而在焊接温度时则快速发生。因此，常温下助焊剂与锡粉的反应速度决定了锡膏的使用寿命。
    设计合理的锡膏助焊剂活性系统必须同时满足两个条件，即在焊接温度时具有强大活性以完成焊接，同时在室温时又能保持惰性。为达到这一目的，必须对活性基团进行特殊处理，使其在室温下不显示活性，而当温度上升到一定程度时能快速释放活性。易发干的锡膏往往活性系统中的活性基团在常温下就较为活跃，因此在印刷时，随着水汽及氧气的介入，加快了助焊剂与锡粉发生反应的速度，引起发干。
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三. 结论
    SMT lead-free solder paste during storage and use process of chemical reaction. Although this reaction is inevitable, but the rational design of solder paste under the condition of normal use reaction rate should be very slow, the service life is sufficient to meet the normal production and demand. Easy dry paste is often the result of formula design defects caused by. In addition, to ensure compliance with the requirements of the use of the environment and normative operation can prolong the service life of the solder paste. Other factors such as the solvent in the use of volatile as well on the service life of influence, but not the main factors.
     SMT无铅锡膏在储存和使用过程中始终存在化学反应。虽然这种反应是不可避免的，但设计合理的锡膏在正常使用条件下的反应速度应相当缓慢，使其使用寿命足以应付正常的生产需求。易发干的锡膏往往是由于配方设计上的缺陷所造成。此外，保证符合要求的使用环境及规范操作可延长锡膏使用寿命。其它因素如溶剂在使用中挥发等也会对使用寿命产生影响，但不是主要因素。

文章来源: http://www.aoi-tech.com  

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