一.焊创

焊创是东莞市宏川电子有限公司旗下的品牌，宏川电子12年专注于锡膏研发和生产的厂家，为国内几千家加工厂和公司提供焊接方案，涉及到计算机、信息设备、家用电器和电子半导体等众多电子行业。宏川电子拥有丰富经验和协调能力极强的团队，可为您的产品研发和生产提供保驾护航和技术支持的作用。

二.焊膏的组成

焊膏的组成中，有效成分为合金C3216X7R1E105K焊料粉和助焊剂，其余成分主要是为满足印刷工艺的要求而添加的。

1.合金焊料粉

合金焊料粉是焊膏的主要成分。其成分和配比是决定焊膏熔点的主要因素；其形状、颗粒度直接影响焊膏的印刷性和黏度；其表面氧化程度对焊膏的可焊性能影响很大。焊锡合金粉的技术要求为：金属氧化层含量

2.助焊剂

助焊剂主要包括以下成分。

(1)成膜物质：松香及衍生物、合成材料，常用的是水白松香。

(2)活化剂：常用的活化剂包括二羧酸、特殊羧基酸和有机卤化盐。

(3)增稠剂：增加黏度，起悬浮作用。只要加热后不留下有机溶剂不溶物即可，这类物质很多，优选的有蓖麻油、氢化蓖麻油、乙二醇一丁基醚、羧甲基纤维素。

3.合金焊料粉与助焊剂含量的配比

合金焊料粉与助焊剂含量的配比是决定焊膏黏度的主要因素之一。合金焯料粉的含量高，黏度就大；焊剂含量高，黏度就小。一般焊膏的合金焊料粉含量在75%～90.5%之间。免清洗焊膏及模板印刷用焊膏的合金焊料粉含量高一些，在90%左右。

三.几种常见的焊锡膏

1.松香型焊锡膏

自焊锡膏问世以来，松香一直是其C3216X7R1E475M助焊剂的主要成分，即使是免清洗锡膏，助焊剂中也有松香。这是因为松香具有优良的助焊性，而且完成焊接后松香的残留物成膜性好，对焊点有保护作用，有时即使不清洗，也不会出现腐蚀现象。同时，松香具有增黏作用，焊膏印刷能黏附片式元件，不易产生移位。另外，松香易与其他成分混合起到调节黏度的作用，使锡膏中的金属粉末不易沉淀和分层。目前，更多品牌的锡膏使用改进松香。

2.水溶性焊膏

松香型焊膏在使用后有时需要用清洗剂去除松香残留物，传统的清洗剂是氟利昂(CFC-113)，但氯氟烃类物质会破坏大气臭氧层，不利于环保。水溶性焊膏是为适应环保要求而研制的新品种焊锡膏。

水溶性焊锡膏在组成结构上同松香型焊锡膏完全类似．其成分包括Sn/Pb粉末和糊状焊剂。只是在糊状焊剂中以其他的有机物取代了松香，在焊接后可以直接用纯水进行冲洗。虽然水溶性焊锡膏已面世多年，但由于糊状焊剂中未使用松香，焊锡膏的黏结性能受到一定的限制，易出现黏结力不够的问题，故水溶性焊膏未能推广。相信随着研究的深入，不远的将来水溶性焊膏的黏结性能会得到改善，使其获得广泛的应用。

3.免清洗低残留物焊锡膏

免清洗低残留物焊锡膏也是为适应环保要求而开发出的焊锡膏，顾名思义，采用这种焊锡膏在焊接后不需要清洗。其实采用这种焊锡膏在焊接后仍有一定量的残留物，且残留物主要集中在焊点区，有时仍会影响到测试针床的检测。

免清洗低残留物焊锡膏有两个主要特点，一是活性剂不再使用卤素；二是减少松香部分用量，增加其他有机物质用量。实践表明松香用量的减少是相当有限的，这是因为一旦松香用量低到一定程度，会导致助焊剂活性的降低，防止焊接区二次氧化的作用也会降低。

要想达到免清洗的目的，通常要求使用免清洗低残留物焊锡膏时，采用氮气保护再流焊。采用氮气保护焊接可以有效地增强焊膏的润湿作用，防止焊接区的二次氧化。此外，在氮气保护下，焊锡膏的残留物挥发速度比在常态下快得多，减少了残窜物的数量。

不过在使用免清洗低残留物焊锡膏时，应对它的性能做全面、严格的测试，以确保焊接后对印制板组件的电气性能不会来 影响。在高级电子产品组装过程中，即使采用免清洗锡膏，也应该清洗，以确保产品的可靠性。

四.锡膏的保存与使用方法

1.锡膏应存放在冰箱内,其温度要控制在0℃-10℃范围，未开封锡膏的使用期限为6个月，开封锡膏为24小时，不可放置于阳光照射处。

2.开封前须将锡膏温度回升到使用环境温度上（25±2℃），回温时间约3-4小时，并禁止使用其他加热器使其温度瞬间上升的做法；回温后须充分搅拌，使用搅拌机的搅拌时间为1-3分钟，视搅拌机机种而定。

3.开封后使用方法：

（1）脚本后将锡膏约23的量添加于钢板上，尽量保持以不超过1罐的量于钢板上。

（2）视生产速度，以少量多次的添加方式补足钢板上的锡膏量，以维持锡膏的品质。　　

（3）当天为使用完的锡膏，不可与尚未使用的锡膏共同放置，应另外存放在别的容器之中。锡膏开封后在室温下建议24小时内用完。

（4）隔天用时应先行使用新开封的锡膏，并将前一天未使用完的锡膏与新锡膏以1：2的比例搅拌混合，并以少量多次的方式添加使用。

（5）换线超过1小时以上，请于换线前将锡膏从钢板上刮起收入锡膏罐内封盖。

（6）锡膏连续印刷24小时后，由于空气粉尘等污染，为确保产品品质，请按照步骤4的方法。

（7）为确保印刷品质建议每4小时将钢板双面的开口以人工方式进行擦拭。

（8）室内温度请控制与22-28℃，湿度RH30-60%为好的作业环境。使用锡膏一定要优先使用回收锡膏并且只能用一次，再剩余的做报废处理。锡膏使用原则：先进先用（使用前次剩余的锡膏时必须与新锡膏混合，新旧锡膏混合比例至少1：1（新锡膏占比例较大为好，且为同型号同批次）。

五.SMT锡膏印刷影响因素研究

锡膏印刷是SMT工艺的重要环节，锡膏印刷的质量直接影响SMT的质量。本文从网板、锡膏使用、PCB 板等方面进行了分析和讨论，也对锡膏印刷后的检测进行了讨论，对提高锡膏印刷质量具有重要作用。

SMT是表面组装技术的缩写，它是通过印刷的方式将膏体状的锡膏印刷到印制板相应的焊盘上，然后通过在回流炉中加热，使锡膏熔化和凝聚，进而使焊盘和元器件牢固结合的过程。SMT具有自动化程度高、印刷密度高、体积小、产品一致性好等特点。

锡膏印刷处于SMT工艺的前端部分，是整个SMT工艺过程中的关键工序之一。据统计，SMT组装过程中70%以上的缺陷来自锡膏印刷工序，特别是高密度组装板更加明显。锡膏印刷工序中常见的缺陷有锡膏量少、渗透、塌陷、偏移、拉尖、厚度不均，能够引发SMT桥连、空洞、焊料不足、开路等缺陷。

锡膏印刷影响因素

影响锡膏印刷质量的因素包含印刷设备，网板质量、刮刀、锡膏、PCB基板、印刷工艺参数、操作环境等因素。在SMT生产线实际操作中，由于购买的印刷设备参数已定，刮刀的材质、类型、形状、硬度等已确定，温湿度、洁净度已确定。因此主要从网板、锡膏、PCB板以及印刷参数的调整等方面分析影响锡膏印刷的因素。

▶ 网板设计、制造及使用

网板影响锡膏的具体表现为影响锡膏的印刷释放率。锡膏印刷释放率定义为:释放到焊盘上的锡膏体积和网板开孔体积之比。

锡膏印刷释放率=释放到焊盘上的锡膏体积/网板开孔体积网板设计 重要的控制参数为:开孔尺寸和模板厚度。因为开孔尺寸和网板厚度直接影响锡膏释放率。影响锡膏释放率的其它因素有:网板开孔孔壁的几何形状;网板开孔孔壁的光滑程度;网板和PCB板的分离速度;网板和PCB板的间隙;网板开孔尺寸的精度。

网板的面积比为垂直网板的面积和侧壁面积的比值。宽厚比为开孔宽度和网板厚度的比值。网板开孔示意图如图1所示。

面积比=开孔面积/开孔壁面积=(L×W)/［2×(L+W)×T］

宽厚比=开孔宽度/网板厚度=W/T

由于电子元器件的集成度越来越高，引脚间距也随之减小，对应的焊盘尺寸也更小，相应的网板开孔尺寸也越来越小。网板开孔的微小型化导致对网板的性能要求非常苛刻。因此在设计网板时，为保证网板达到75%的焊膏释放率，必须要使宽厚比＞1．5，面积比≥0．66。IPC-7525B标准中明确了各种类型元器件的开孔尺寸，但是，实际生产中应该综合考虑印制板组装的具体元器件引脚间距，并做出合理的优化才能满足整板的锡膏释放率。

网板制造方式对网板的侧壁光滑程度，精度等具有重要影响。目前网板制造方式有:化学蚀刻、激光切割和电铸成形。前两种属于减成工艺， 后一种属于加成工艺。两种工艺价格差异较大，目前在实际生产中，考虑成本和周期因素，主要采用激光切割方式，特别是间距小于0．5mm的网板生产。激光切割的优点是没有图像转移步骤，位置精度高，出错概率小。激光切割网板的孔壁可以形成大约2°的锥角，即形成底面开孔比刮刀面稍微大一点的锥形孔，以利于锡膏释放。

▶ 锡膏及使用

锡膏是由焊料合金粉、糊状助焊剂和一些添加剂混合而成的具有一定黏性和良好触变特性的膏状体，是一种稳定的混合物。常温下具有一定黏性，可以将元器件初步黏合起来，当锡膏被加热到一定温度时，助焊剂等物质挥发，合金粉熔融变为液态，并依靠其表面张力和润湿作用，填充焊缝，随着温度降低，使焊盘和元器件粘结在一起，形成牢固焊点。

锡膏在钢网上通过刮刀印刷在PCB上，实质是锡膏的触变性在发生变化。锡膏的触变性是指在一定的剪切力和温度下，黏度急剧下降，从而使锡膏能通过网板开孔，并具有良好的脱模性;当去除剪切力后，锡膏又恢复较高黏度。即有剪切应力时，锡膏变稀，无剪切力时，锡膏变稠，锡膏触变性示意图如图2所示。

锡膏须在0℃～5℃的环境下保存，且须在有效期内使用。使用前，须将锡膏在室温下回温，待锡膏达到室温后才能打开锡膏容器，防止水汽凝结，之后须用锡膏搅拌机对锡膏进行搅拌，使其满足印刷机要求。经过多次试验，从冰箱中取出锡膏放置在26．6℃的室温中，锡膏在4小时后可达到相应的室温温度。同时，对回温后的锡膏进行搅拌，并测量其黏度，在搅拌时间为60～130秒时，锡膏黏度符合要求。

锡膏搅拌时间和锡膏回温温度即环境温度相关，总的趋势是环境温度越低，需要搅拌的时间越长;环境温度越高，需要搅拌的时间越短。经过相关试验， 终确定搅拌时间和环境温度的对照表，以便锡膏黏度完全满足印刷要求。

一般的，如果没有专用的锡膏搅拌机，也可以目测来确定锡膏的黏度。具体为:用工具搅拌锡膏30秒，然后挑起部分锡膏，让锡膏自行下滴，如果锡膏不能滑落，则黏度过大，如果一直落下没有断裂，则黏度过低。

PCB板及使用

PCB板的平面度是锡膏印刷质量好坏的重要因素之一，特别是尺寸较大的PCB板，必须使用专门的工装进行支撑。否则容易使PCB挠曲变形，使锡膏印刷量发生变化。PCB板发生挠曲变形影响锡膏释放率如图3所示。

因此需要合理设计PCB板的印刷工装，使其保证平整，利于锡膏印刷。

印刷参数的调整

印刷工艺参数的调整非常重要，包括印刷速度、刮刀角度、压力、网板和PCB的分离速度等。

刮刀速度越快，锡膏滚动的速度越快，锡膏黏度越小，有利于锡膏的填充。但是，刮刀速度越快，锡膏填充时间越短。因此速度太快或太慢都不利于锡膏的填充。

刮刀压力要合适，如果过大，会损坏刮刀和网板，还会使网板表面粘上锡膏。如果过小，可能会造成锡膏量不足。由于网板侧壁的摩擦阻力和锡膏的内聚力，在网板和PCB的分离速度的过程中，在网板侧壁处的速度比孔中心附近的分离速度要小，所以会导致网板侧壁上残留锡膏，从而导致焊膏释放率降低。

刮刀角度越小，对锡膏向下的压力越大，但也不容易刮干净网板表面的锡膏。如果角度太大，锡膏无法形成滚动，也不利于锡膏的释放，一般全自动印刷机规定为60°左右。

锡膏印刷检测

锡膏印刷完成后，必须对锡膏的印刷质量进行判断。检测一般通过专用设备完成，通常需要检测锡膏印刷的高度、体积、面积、偏离、3D形状是否满足要求。IPC7527中对高度、面积、体积的要求为锡膏印刷量占网板计算量的75%～125%。但是，实际生产中，细间距器件的锡膏印刷需要加严控制。

结论

影响锡膏印刷的因素非常多，本文主要探讨了影响锡膏印刷的网板、锡膏、PCB板以及印刷参数的调整等几方面的因素，介绍了锡膏印刷检测的要求和项目，为分析和解决锡膏印刷过程中产生的各种缺陷提供了参考，为SMT生产线的质量改进提供了参考依据。

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