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          核心提示：SMT工藝材料　　表面組裝材料則是指SMT裝聯中所用的化工材料,即SMT工藝材料.它主要包括以下幾方面內容:錫膏.焊　　劑和貼片膠等

表面組裝材料則是指SMT裝聯中所用的化工材料,即SMT工藝材料.它主要包括以下幾方面內容:錫膏.助焊劑和貼片膠等.
一.錫膏
錫膏是由合金焊料粉和糊狀助焊劑均勻攪拌而成的膏狀體.它是SMT工藝中不可缺少的焊接材料,廣泛用于回流焊中.錫膏在常溫下具有一定的粘性,可將電子元件初粘在既定的位置,在焊接溫度下,隨著溶劑和部分添加劑揮發,將被焊元件與PCB互聯在一起形成永久連接.目前涂布錫膏多數采用絲鋼網漏印法,其優點是操作簡便.快速印刷后即刻可用.但其缺陷是:
1.難保證焊點的可靠性,易造成虛焊.
2.浪費錫膏,成本較高.
現在有用計算機控制的自動錫膏點涂機可以克服上述缺陷.
1.錫膏的化學組成
錫膏主要由合金焊料粉末和助焊劑組成.其中合金焊料粉末占總重量的85%---90%,助焊劑占10%---15%.
1)合金焊料粉末是錫膏的主要成分.常用的合金粉末如下:
Sn63%---Pb37% 熔解溫度為:183
Sn62%---Pb36%---Ag2% 熔解溫度為:179
Sn43%---Pb43%---Bi14% 熔解溫度為:114-163
合金焊料粉末的形狀.粒度和表面氧化程度對焊膏性能的影響很大.錫粉形狀分成無定形和球形兩種,球形合金粉末的表面積小,氧化程度低,制成的錫膏具有良好的印刷性能.錫粉的粒度一般在200—400目.粒度愈小,粘度愈大;粒度過大,會使錫膏粘接性能變差;粒度太細,表面積增大,會使其表面含氧量增高.,也不宜采用.
下表是SMT引腳間距與錫粉顆粒的關系
引腳間距/mm 0.8以上 0.65 0.5 0.4
顆粒直徑/um 75以下 60以下 50以下 40以下

2).助焊劑
助焊劑是錫粉的載體,其組成與通用助焊劑基本相同.為了改善印刷效果有時還需加入適量的溶劑.通過助焊劑中活性劑的作用,能清除被焊材料表面以及錫粉本身的氧化物,使焊料迅速擴散并附著在被焊金屬表面.助焊劑的組成對錫膏的擴展性.潤濕性.塌陷.粘度變化.清洗性.和儲存壽命起決定性作用.
2.錫膏的分類
1).按錫粉合金熔點分
普通錫膏(熔點178—183度)
高溫錫膏(熔點250度以上)
低溫錫膏(熔點150度以下)
下表是不同熔點錫膏的再流焊溫度
合 金 類 型 熔 化 溫 度 /度 再 流 焊 溫 度/度
Sn63/Pb37 183 208-223
Sn60/Pb40 183-190 210-220
Sn50/Pb50 183-216 236-246
Sn45/Pb55 183-227 247-257
Sn40/Pb60 183-238 258-268
Sn30/Pb70 183-255 275-285
Sn25/Pb75 183-266 286-296
Sn15/Pb85 227-288 308-318
Sn10/Pb90 268-302 322-332
Sn5/Pb95 305-312 332-342
Sn3/Pb97 312-318 338-348
Sn62/Pb36/Ag2 179 204-219
Sn96.5/Pb3.5 221 241-251
Sn95/Ag5 221-245 265-275
Sn1/Pb97.5/Ag1.5 309 329-339
Sn100 232 252-262
Sn95/Pb5 232-240 260-270
Sn42/Bi58 139 164-179
Sn43/Pb43/Bi14 114-163 188-203
Au80/Sn20 280 300-310
In60/Pb40 174-185 205-215
In50/Pb50 180-209 229-239
In19/Pb81 270-280 300-310
Sn37.5/Pb37.5/In25 138 163-178
Sn5/Pb92.5/Ag2.5 300 320-330
2).按助焊劑的活性分
無活性( R ) 中等活性(RMA) 活性(RA)
3).按清洗方式分
有機溶劑清洗型 水清洗型 免清洗型
3.使用注意事項
1).儲存溫度: 建議在冰箱內儲存溫度為5℃-10℃，請勿低于0℃。
2).出庫原則：必須遵循先進先出的原則，切勿造成錫膏在冷柜存放時間過長。
3).解凍要求：從冷柜取出錫膏后自然解凍至少4個小時，解凍時不能打開瓶蓋。
4).生產環境：建議車間溫度為25±2℃,相對濕度在45%-65%RH的條件下使用。
5).攪拌控制：取已解凍好的錫膏進行攪拌。機器攪拌時間控制約3分鐘（視攪拌機轉速而定），手工攪拌約5分鐘，以攪拌刀提起錫膏緩慢流下為準。
6).使用過的舊錫膏：開蓋后的錫膏建議在12小時內用完，如需保存，請用干凈的空瓶子來裝，然后再密封放回冷柜保存。
7).放在鋼網上的膏量：第一次放在鋼網上的錫膏量，以印刷滾動時不要超過刮刀高度的1/2為宜，做到勤觀察、勤加次數少加量。
8).印刷暫停時：如印刷作業需暫停超過40分鐘時，最好把鋼網上的錫膏收在瓶子里,以免變干造成浪費。
9).貼片后時間控制：貼片后的PCB板要盡快過回流爐，最長時間不要超過12個小時.

4.印刷作業時需要的條件
1)、刮刀； 刮刀質材: 最好采用鋼刮刀，有利于印刷在PAD上的錫膏成型和脫膜。
刮刀角度: 人工印刷為45-60度；機器印刷為60度。
印刷速度: 人工30-45mm/min；印刷機40mm-80mm/min。
印刷環境: 溫度在23±3℃,相對濕度45%-65%RH。
2)、鋼網； 鋼網開孔：根據產品的要求選擇鋼網的厚度和開孔的形狀、比例。
QFP\CHIP：中心間距小于0.5mm和0402的CHIP需用激光開孔。
檢測鋼網：要每周進行一次鋼網的張力測試,張力值要求在35N/cm以上。
清潔鋼網: 在連續印刷5-10片PCB板時,要用無塵擦網紙擦拭一次。最好不使用碎布。
3)、清潔劑：IPA溶劑：清潔鋼網時最好采用IPA和酒精溶劑，不能使用含氯成份的溶劑，因為會破壞

錫膏的成份，影響整個品質。

二.助焊劑
1.助焊劑的特性:
助焊劑是SMT焊接過程中不可缺少的輔料.在波峰焊中,助焊劑和焊錫分開使用,而回流焊中,助焊劑則

作為焊膏的重要組成部分.焊接效果的好壞,除了與焊接工藝.元器件和PCB的質量有關外,助焊劑的選擇是

十分重要的.性能良好的助焊劑應具有以下作用:
(1).去除焊接表面的氧化物,防止焊接時焊錫和焊接表面的再氧化降低焊錫的表面張力.
(2) .熔點比焊料低,在焊料熔化之前,助焊劑要先熔化,才能充分發揮助焊作用.
(3) .浸潤擴散速度比熔化焊料快,通常要求擴展在90%左右或90%以上.
(4) .粘度和比重比焊料小,粘度大會使浸潤擴散困難,比重大就不能覆蓋焊料表面.
(5) .焊接時不產生焊珠飛濺,也不產生毒氣和強烈的刺激性臭味.
(6) .焊后殘渣易于去除,并具有不腐蝕.不吸濕和不導電等特性.
(7) .不沾性,焊接后不沾手,焊點不易拉尖.
(8) .在常溫下貯存穩定.

2.助焊劑的化學組成:
傳統的助焊劑通常以松香為基體.松香具有弱酸性和熱熔流動性,并具有良好的絕緣性.耐濕性.無腐蝕性.無毒性和長期穩定性,是不多得的助焊材料.目前在SMT中采用的大多是以松香為基體的活性助焊劑.由于松香隨著品種.產地和生產工藝的不同,其化學組成和性能有較大差異,因此,對松香優選是保證助焊劑質量的關鍵.通用的助焊劑還包括以下成分:活性劑.成膜物質.添加劑和溶劑等.
a.活性劑:
活性劑是為了提高助焊能力而在焊劑中加入的活性物質.活性劑的活性是指它與焊料和被焊材料表面

氧化物起化學反應以便清潔金屬表面和促進潤濕的能力.活性劑分為無機活性劑,如氯化鋅.氯化銨等;有機

活性劑,如有機酸及有機鹵化物等.通常無機活性劑助焊性好,但作用時間長.腐蝕性大,不宜在電子裝聯中

使用;有機活性劑作用柔和.時間短.腐蝕性小.電氣絕緣性好,適宜在電子裝聯中使用.活性劑含量約為2%-

10%,若為含氯化合物,其含氯量應控制在0.2%以下.
b.成膜物質:
加入成膜物質,能在焊接后形成一層緊密的有機膜,保護了焊點和基板,具有防腐蝕性和優良的電氣絕緣性.常用的成膜物質有松香.酚醛樹脂.丙烯酸樹脂.氯乙烯樹脂.聚氨酯等.一般加入量在10%-20%,加入過多會影響擴展率,使助焊作用下降.在普通家電或要求不高的電器裝聯中,使用成膜物質,裝聯后的電器部件不清洗,以降低成本,然而在精密電子裝聯中焊后仍要清洗.
c.添加劑:
添加劑是為適應工藝和環境而加入的具有特殊物理和化學性能的物質.常用的添加劑有:
(1).調節劑: 為調節助焊劑的酸性而加入的材料,如三乙醇胺可調節助焊劑的酸度;在無機助焊劑加

入鹽酸可抑制氧化鋅生成.
(2).消光劑: 能使焊點消光,在操作和檢驗時克服眼睛疲勞和視力衰退.一般加入無機鹵化物.無機鹽

,有機酸及其金屬鹽類,如氯化鋅.氯化錫.滑石.硬脂酸銅.鈣等.一般加入量約5%.
(3).緩蝕劑: 加入緩蝕劑能保護印制板和無器件引線,具有防潮.防霉.防腐蝕性能,又保持了優良的

可焊性.用緩蝕劑的物質大多是含氮化物為主體的有機物.
(4).光亮劑: 能使焊點發光,可加入甘油.三乙醇胺等,一般加入量約為1%.
(5).阻燃劑: 為保證使用安全,提高抗燃性而加入的材料.
d.溶劑:
實用的助焊劑大多是液態的.為此必須將助焊劑的固體成分溶解在一定的溶劑里,使之成為均相溶液.大多采用異丙醇和乙醇作為溶劑.
用作助焊劑中各種固體成分均具有良好的溶解性.
(1).對助焊劑中各種固體成分均具有良好的溶解性.
(2).常溫下揮發程度適中,在焊接溫度下迅速揮發.
(3).氣味小.毒性小.
4.助焊劑的分類:
(1).按狀態分有液態.糊狀和固態三類.
(2).按用途分有涂刷.噴涂和浸漬三類.
(3).按助焊劑的活性大小分為未活化.低活化.適度活化.全活化和高度活化五類.

三 貼片膠
貼片膠，也稱為SMT接著劑、SMT紅膠，它是紅色的膏體中均勻地分布著硬化劑、顏料、溶劑等的粘接劑，主要用來將元器件固定在印制板上，一般用點膠或鋼網印刷的方法來分配。貼上元器件后放入烘箱或再流焊機加熱硬化。它與所謂的焊膏是不相同的，一經加熱硬化后，再加熱也不會溶化，也就是說，貼片膠的熱硬化過程是不可逆的。 SMT貼片膠的使用效果會因熱固化條件、被連接物、所使用的設備、操作環境的不同而有差異。使用時要根據生產工藝來選擇貼片膠。


貼片膠 - 主要成份基料（即主體高份子材料）、填料、固化劑、其它助劑等。
功能

貼片膠的使用目的

①波峰焊中防止元器件脫落(波峰焊工藝)
②再流焊中防止另一面元器件脫落(雙面再流焊工藝)
③防止元器件位移與立處(再流焊工藝、預涂敷工藝 )
④作標記(波峰焊、再流焊、預涂敷)
① 在使用波峰焊時，為防止印制板通過焊料槽時元器件掉落，而將元器件固定在印制板上。
② 雙面再流焊工藝中，為防止已焊好的那一面上大型器件因焊料受熱熔化而脫落，要使有SMT貼片膠。
③ 用于再流焊工藝和預涂敷工藝中防止貼裝時的位移和立片。
④ 此外，印制板和元器件批量改變時，用貼片膠作標記。
貼片膠 - 分類
按使用方式分類


a）點膠型：通過點膠設備在印刷線路板上施膠的。
b）刮膠型：通過鋼網或銅網印刷涂刮方式進行施膠。
貼片膠 - 特性
※ 連接強度：SMT貼片膠必須具備較強的連接強度，在被硬化后，即使在焊料熔化的溫度也不剝離。
※ 點涂性：目前對印制板的分配方式多采用點涂方式，因此要求膠要具有以下性能：
① 適應各種貼裝工藝
② 易于設定對每種元器件的供給量
③ 簡單適應更換元器件品種
④ 點涂量穩定



※適應高速機：現在使用的貼片膠必須滿足點涂和高速貼片機的高速化，具體講，就是高速點涂無拉絲，再者就是高速貼裝時，印制板在傳送過程中，貼片膠的粘性要保證元器件不移動。
※拉絲、塌落：貼片膠一旦沾在焊盤上，元器件就無法實現與印制板的電氣性連接，所以，貼片膠必須是在涂布時無拉絲、涂布后無塌落，以免污染焊盤。
※低溫固化性：固化時，先用波峰焊焊好的不耐熱插裝元器件也要通過再流焊爐，所以要求硬化條件必須滿足低溫、短時間。
※自調整性：再流焊、預涂敷工藝中，貼片膠是在焊料溶化前先固化、固定元器件的，所以會妨礙元器件沉入焊料和自我調整。針對這一點廠商已開發了一種可自我調整的貼片膠。

貼片膠 - 常見缺陷及分析
①空點、粘接劑過多粘接劑分配不穩定，點涂膠過多或地少。膠過少，絕對會出現強度不夠，造成波峰焊時錫鍋內元器件脫落；相反貼片膠量過多，特別是對微小元件，若是沾在焊盤上，會妨礙電氣連接。原因及對策： a.膠中混有較大的團塊，堵塞了分配器噴嘴；或是膠中有氣泡，出現空點。對策是使用去除過大顆粒、氣泡的膠片膠。 b.膠片膠粘度不穩定時就進行點涂，則涂布量不穩定。防止方法：每次使用時，放在一個防止結露的密閉容器中靜置約1小時后，再裝上點膠頭，待點涂嘴溫度穩定后再開始點膠。使用中如果有調溫裝置更好。 c.長時間放置點膠頭不使用，要恢復貼片膠的搖溶性，一開始的幾次點膠肯定會出現點膠量不足的情況，所以，每一張印制板、每個點涂嘴剛開始用時，都要先試點幾次。
②拉絲所謂拉絲，也就是點膠時貼片膠斷不開，在點膠頭移動方向貼片膠呈絲狀連接這種現象。接絲較多，貼片膠覆蓋在印制板焊盤上，會引發焊接不良。特別是使用尺寸較呂的確良點涂嘴時更易發生這種現象。貼片膠拉絲主要受其主成份樹脂拉絲性的影響和對點涂條件的設定。解決方法： a. 加大點膠頭行程，降低移動速度 ，這將會降低生產節拍。 b. 越是低粘度、高搖溶性的材料，拉絲的傾向越小，所以要盡量選擇此類的貼片膠。 c. 將調溫器的溫度稍稍設高一些，強制性地調整成低粘度、高搖溶比的貼片膠。這時必須考慮貼片膠的貯存期和點膠頭的壓力。
③塌落貼片膠的流動性過大會引起塌落。塌落有兩種，一個是點涂后放置過久引起的塌落。如果貼片膠擴展到印制板的焊盤上會引發焊接不良。而且塌落的貼片膠對那些引腳相對較高的元器件來講，它接觸不到元器件主體，會造成粘接力不足，因易于塌落的貼片膠，其塌落率很難預測，所以它的點涂量的初始設定也很困難。針對這一點，我們只好選擇那些不易塌落的也就是搖溶比較高的貼片膠。對于點涂后放置過久引起的塌落，我們可以采用在點涂后的短時間內完成貼裝.