SMT电子厂无铅锡膏是什么？SMT电子厂无铅锡膏基本简介　　

sold er paster也称焊锡膏,灰色或灰白色膏体,比重界乎:7.2-8.5.一般为五百克密封瓶装,也有特别定做的如针筒包装或一公斤包装,与传统焊锡膏相比,多了金属成分.于零到十度间低温保存(五至七度最佳),日前也有常温保存锡膏面市,效果仍不甚理想.

SMT电子厂无铅锡膏分类　　

通常使用3#粉径(25-45微米)之合金粉(因不同需要也有可能用到更细如4#及2.3#粗粉)与百分之八到十二的助焊膏在真空(氮气保护)环境之均速搅拌而成
　　按环保分类为:有铅锡膏如:锡铅/锡铅银等与无铅锡膏如:锡银铜/锡铜/锡铋等
　　按使用温度分为:高如锡铜或锡银铜系/常如锡银铋系/低温如锡铅铋/锡铋等锡膏
　　按是否需清洗分为:清洗型和免洗型.
　　按活性分为:高RA/中RMA/低R型
　　广泛应用于SMT(表面元件贴装)行业! 
 
SMT电子厂无铅焊锡膏的主要成分及特性成分及其作用:
　　大致讲来, 焊锡膏的成分可分成两 个大的部分, 即助焊剂和焊料粉(Flux&Solder powder)。
　　(一). 助焊剂的主要成分及其作用：
　　A. 活化剂(Activation)： 该成分主要起到去除PCB铜膜焊盘表层及零件焊接部位的氧化物质的作用, 同时具有降低锡,铅表面张力的功效；
　　B.触变剂(Thixotropic)： 该成份主要是调节焊锡膏的粘度以及印刷性能, 起到在印刷中防止出现拖尾、粘连等现象的作用；
　　C. 树脂(Resins)： 该成份主要起到加大锡膏粘附性，而且有保护和防止焊后PCB再度氧化的作用；该项成分对零件固定起到很重要的作用；
　　D. 溶剂(Solvent)： 该成份是焊剂成份的溶剂，在锡膏的搅拌过程中起调节均匀的作用，对焊锡膏的寿命有一定的影响；
焊料粉
　　(二)、SMT焊料粉：
　　焊料粉又称锡粉主要由锡铅合金组成，一般比例为63/3 7; 另有特殊要求时，也有在锡铅合金中添加一定量的银、铋等金属的锡粉。概括来讲锡粉的相关特性及其品质要求有如下几点：
　　A、锡粉的颗粒形态对锡膏的工作性能有很大的影响：
　　A-1、重要的一点是要求锡粉颗粒大小分布均匀，这里要谈到锡粉颗粒度分布比例的问题；在国内的焊料粉或焊锡膏生产厂商，大家经常用分布比例衡量锡粉的均匀度：以25~45um的锡粉为例，通常要求35um左右的颗粒分度比例为60%左右的颗粒分度比例为60%左右，35um以下及以上部分各占20%左右；
　　A-2、另外也要求锡粉颗粒形状较为规则；根据“中华人民共和国电子行业标 准《锡铅膏状焊料通用规范》(SJ/T 11186-1998)”中相关规定如下：“合金粉末形状应是球形的，但允许长轴与短轴的最大比为1.5的近球形状粉末。如用户与制造厂达成协议，也可为其他形状的合金粉末。”在实际的工作中，通常要求为锡粉颗粒长、短轴的比例一般在1.2以下。                                                   
　　A-3、如果以上A-1及A-2的要求项不能达到上述基本的要求，在焊锡膏的使用过程中，将很有可能会影响锡膏印刷、点注以及焊接的效果。
　　B、各种锡膏中锡粉与助焊剂的比例也不尽相同，选择锡膏时，应根据所生产产品、生产工艺、焊接元器件的精密程序以及对焊接效果的要求等方面，去选择不同的锡膏;
　　B-1、根据“中华人民共和国电子行业标准《锡铅膏状焊料通用规范》(SJ/T 11186-1998)”中相关规定，“焊膏中合金粉末百分（质量）含量应为65%-96%，合金粉末百分(质量）含量的实测值与订货单预定值偏差不大于 /-1%；通常在实际的使用中，所选用锡膏其锡粉含量大约在90%左右，即锡粉与助焊剂的比例大致为90:10；
　　B-2、普通的印刷制式工艺多选用锡粉含量在89-91.5%的锡膏；
　　B-3、当使用针点点注式工艺时，多选用锡粉含量在84-87%的锡膏；
　　B-4、回流焊要求器件管脚焊接牢固、焊点饱满、光滑并在器件(阻容器件)端头高度方向上有1/3至2/3高度焊料爬升，而焊锡膏中金属合金的含量，对回流焊焊后焊料厚度(即焊点的饱满程度 )有一定的影响；为了证实这种问题的存在，有关专家曾做过相关的实验，现摘抄其最终实验结果如下表供参考：
　　从上表看出，随着金属含量减少，回流焊后焊料的厚度减少，为了满足对焊点的焊锡量的要求，通常选用85%~92%含量的焊膏。
　　C、锡粉的“低氧化度”也是非常重要的一个品质要求，这也是锡粉在生产或保管过程中应该注意的一个问题；如果不注意这个问题，用氧化度较高的锡粉做出的焊锡膏，将在焊接过程中严重影响焊接的品质。
无铅锡膏的成分及最佳合金成分比较根本的特性和现象
　　在无铅锡膏在成分中，主要是由锡/银/铜三部分组成，由银和铜来代替原来的铅的成分。 一、根本的特性和现象 在锡/银/铜系统中，锡与次要元素(银和铜)之间的冶金反应是决定应用温度、固化机制以及机械性能的主要因素。按照二元相位图，在这三个元素之间有三种可能的二元共晶反应。银与锡之间的一种反应在221°C形成锡基质相位的共晶结构和ε金属之间的化合相位(Ag3Sn)。铜与锡反应在227°C形成锡基质相位的共晶结构和η金属间的化合相位(Cu6Sn5)。银也可以与铜反应在779°C形成富银α相和富铜α相的共晶合金。可是，在现时的研究中1，对锡/银/铜三重化合物固化温度的测量，在779°C没有发现相位转变。这表示很可能银和铜在三重化合物中直接反应。而在温度动力学上更适于银或铜与锡反应，以形成Ag3Sn或Cu6Sn5金属间的化合物。因此，锡/银/铜三重反应可预料包括锡基质相位、ε金属之间的化合相位(Ag3Sn)和η金属间的化合相位(Cu6Sn5)。
　　和双相的锡/银和锡/铜系统所确认的一样，相对较硬的Ag3Sn和Cu6Sn5 粒子在锡基质的锡/银/铜三重合金中，可通过建立一个长期的内部应力，有效地强化合金。这些硬粒子也可有效地阻挡疲劳裂纹的蔓延。Ag3Sn和Cu6Sn5粒子的形成可分隔较细小的锡基质颗粒。Ag3Sn和Cu6Sn5粒子越 细小，越可以有效的分隔锡基质颗粒，结果是得到整体更细小的微组织。这有助于颗粒边界的滑动机制，因此延长了提升温度下的疲劳寿命。
　　虽然银和铜在合金设计中的特定配方对得到合金的机械性能是关键的，但发现熔化温度对0.5~3.0%的铜和3.0~4.7%的银的含量变化并不敏感。
　　机械性能对银和铜含量的相互关系分别作如下总结2：当银的含量为大约3.0~3.1%时，屈服强度和抗拉强度两者都随铜的含量增加到大约1.5%，而几乎成线性的增加。超过1.5%的铜，屈服强度会减低，但合金的抗拉强度保持稳定。整体的合金塑性对0.5~1.5%的铜是高的，然后随着铜的进一步增加而降低。对于银的含量(0.5~1.7%范围的铜)，屈服强度和抗拉强度两者都随银的含量增加到4.1%，而几乎成线性的增加，但是塑性减少。
　　在3.0~3.1%的银时，疲劳寿命在1.5%的铜时达到最大。发现银的含量从3.0%增加到更高的水平(达4.7%)对机械性能没有任何的提高。当铜和银两者都配制较高时，塑性受到损害，如96.3Sn/4.7Ag/1.7Cu。

最佳合金成分
　　合金95.4Sn/3.1Ag/1.5Cu被认为是最佳的。其良好的性能是细小的微组织 形成的结果，微组织给予高的疲劳寿命和塑性。对于0.5~0.7%铜的焊锡合金，任何高于大约3%的含银量都将增加Ag3Sn的粒子体积分数，从而得到更高的强度。可是，它不会再增加疲劳寿命，可能由于较大的Ag3Sn粒子形成。在较高的含铜量(1~1.7%Cu)时，较大的Ag3Sn粒子可能可能超过较高的Ag3Sn粒子体积分数的影响，造成疲劳寿命降低。当铜超过1.5%(3~3.1%Ag)，Cu6Sn5粒子体积分数也会增加。可是，强度和疲劳寿命不会随铜而进一步增加。在锡/银/铜三重系统中，1.5%的铜(3~3.1%Ag)最有效地产生适当数量的、最细小的微组织尺寸的Cu6Sn5粒子，从而达到最高的疲劳寿命、强度和塑性。
　　据报道，合金93.6Sn/4.7Ag/1.7Cu是217°C温度的三重共晶合金3。可是，在冷却曲线测量中，这种合金成分没有观察到精确熔化温度。而得到一个小的温度范围：216~217°C。
　　这种合金成分提高现时研究中的三重合金成分最高的抗拉强度，但其塑性远低于63Sn/37Pb。合金95.4Sn/4.1Ag/0.5Cu比95.4Sn/3.1Ag/1.5Cu的屈服强度低。93.6Sn/4.7Ag/1.7Cu的疲劳寿命低于95.4Sn/3.1Ag/1.5Cu。如果颗粒边界滑动机制主要决定共晶焊锡合，那么95.4Sn/3.1Ag/1.5Cu，而不是93.6Sn/4.7Ag/1.7Cu，应该更靠近真正的共晶特性。
　　另外，95.4Sn/3.1Ag/1.5Cu比93.6Sn/4.7Ag/1.7Cu和95.4Sn/4.1Ag/0.5Cu具有经济优势。
　　与63Sn/37Pb比较
　　3.0~4.7%Ag和0.5~1.7%Cu的合金成分通常具有比63Sn/37Pb更高的抗拉强度。例如，95.4Sn/3.1Ag/1.5Cu和93.6Sn/4.7Ag/1.7Cu在强度和疲劳特性上比63Sn/37Pb好得多。93.6Sn/4.7Ag/1.7Cu的塑性较63Sn/37Pb低，而95.4Sn/3.1Ag/1.5Cu的塑性比63Sn/37Pb还高。
　　与96.5Sn/3.5Ag比较
　　95.4Sn/3.1Ag/1.5Cu具有216~217°C的熔化温度(几乎共晶)，比共晶的96.5Sn/3.5Ag低大约4°C。当与96.5Sn/3.5Ag比较基本的机械性能时，研究中的特定合金成分在强度和疲劳寿命上表现更好。可是，含有较高银和铜的合金成分，如93.6Sn/4.7Ag/1.7Cu的塑性比93.6Sn/4.7Ag低。
　　与99.3Sn/0.7Cu比较 3.0~4.7%Ag和0.5~1.5%Cu的锡/银/铜成分合金具有较好的强度和疲劳特性，但塑性比99.3Sn/0.7Cu低。

 
SMT内业推荐:
　　锡/银/铜系统中最佳合金成分是95.4Sn/3.1Ag/1.5Cu，它具有良好的强度、抗疲劳和塑性。可是应该注意的是，锡/银/铜系统能够达到的最低熔化温度是216~217°C，这还太高，以适于现时SMT结构下的电路板应用(低于215°C的熔化温度被认为是一个实际的标准)。
　　总而言之，含有0.5~1.5%Cu和3.0~3.1%Ag的锡/银/铜系统的合金成分具有相当好的物理和机械性能。相当而言，95.4Sn/3.1Ag/1.5Cu成本比那些含银量高的合金低，如93.6Sn/4.7Ag/1.7Cu和95.4Sn/4.1Ag/0.5Cu。在某些情况中，较高的含银量可能减低某些性能。

文章来源: http://www.aoi-tech.com  

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