在 SMT 表面貼裝工藝中,錫膏的選擇是決定焊點質量與生產效率的關鍵環(huán)節(jié)。面對種類繁多的產品,企業(yè)需從焊接溫度適配、顆粒度精度、助焊劑特性、環(huán)保合規(guī)性、成本可靠性五大維度系統(tǒng)考量,構建科學的選型邏輯,避免因參數(shù)錯配導致的良率波動與可靠性風險。
1、焊接溫度:在元件耐溫極限與工藝需求間找到平衡
焊接溫度的選擇需同時滿足元件耐受性與電路板材質要求。對于工業(yè)控制主板、服務器等高可靠性場景,高溫錫膏(熔點≥217℃,如 SnAgCu 合金)是首選,其焊接峰值溫度 240-250℃可確保多層板焊盤的牢固連接,但需確認元件耐溫閾值至少高于錫膏熔點 50℃
某新能源汽車電控板因誤用低溫錫膏,在 150℃長期運行中出現(xiàn)焊點蠕變斷裂,良率從 98% 驟降至 85%。而針對 LED、傳感器等熱敏元件及柔性電路板(FPC),低溫錫膏(熔點≤183℃,如 SnBi 合金)的 190℃以下焊接溫度能有效保護元件,但需注意多階混裝工藝中后焊溫度不得超過前焊錫膏熔點 30℃,避免焊點重熔塌陷。
2、顆粒度精度:根據(jù)焊盤尺寸與印刷工藝精準匹配
錫膏金屬粉末的顆粒度直接影響印刷成型性與焊點精度。常規(guī) SMT 生產(0.5mm 以上焊盤、0603 及更大尺寸元件)可選擇 T4 級(20-38μm)或 T5 級(15-25μm)粉末,在印刷效率與成本間取得平衡。而對于 0.3mm 以下超細焊盤、BGA/CSP 等精密封裝,需采用 T6 級(5-15μm)、T7 級(2-11μm),甚至T8級(2-8μm)粉末,確保顆粒均勻度 D50 在目標粒徑 ±10% 以內 。
實測顯示,0.4mm 間距 QFP 元件若使用粗顆粒占比>1% 的錫膏,橋連缺陷率將增加 3 倍。柔性電路板(FPC)因基材柔軟,建議搭配 T6 級粉末與低黏度配方(80-100Pa?s),減少印刷壓力導致的基板變形。
3、助焊劑特性:匹配工藝類型與后處理需求
助焊劑的活性、殘留量及清洗性,是影響焊接良率與產品可靠性的關鍵。免清洗工藝(如醫(yī)療設備、航天器件)需選擇松香基或合成樹脂助焊劑,確保殘留物表面絕緣電阻>10^13Ω,避免清洗工序對微型元件的損傷;水清洗工藝則要求助焊劑含可溶于水的有機酸(如己二酸),活性溫度覆蓋 120-260℃,焊接后通過電導率<10μS/cm 的去離子水清洗,適用于汽車電子 BMS 板等對殘留敏感的高可靠性產品;在氮氣保護回流焊(氧含量<50ppm)中,低活性助焊劑可將焊點氧化率控制在 0.5% 以下,顯著提升鍍銀、浸金表面處理板的焊點光澤度與導電率。
4、環(huán)保合規(guī):從法規(guī)底線到行業(yè)認證的雙重保障
隨著 RoHS 3.0、REACH 等法規(guī)升級,錫膏選型必須規(guī)避鉛、鎘、鹵素等禁用物質:進入歐盟與中國市場的產品需使用鉛含量<1000ppm、鎘<100ppm 的無鉛合金(如 SnAgCu、SnBi);汽車電子領域更需通過 AEC-Q200 認證,確保焊點在 500 萬次振動測試中無開裂;食品醫(yī)療設備則要求低鹵素配方(鹵素含量<500ppm),防止助焊劑殘留腐蝕元件。
某 LED 廠商因忽略 RoHS 3.0 新增的四溴雙酚 A 限制,導致整批出口產品被召回,損失超 200 萬元,凸顯了合規(guī)檢測的重要性。
5、成本與可靠性:在性能與預算間尋找最優(yōu)解
錫膏價格差異可達 3-5 倍,企業(yè)需結合產品定位綜合評估。普通家電等低端消費電子可選擇性價比高的 SnZn 系錫膏(成本較 SnAgCu 低 20%),但需通過防潮涂層彌補焊點抗氧化能力不足的問題。而 5G 手機、新能源汽車等高端產品,應優(yōu)先采用 SnAgBi 改良型合金 —— 盡管成本高 15%,但其焊點剪切強度達 35MPa(較常規(guī)錫膏提升 30%),耐高溫性從 120℃提升至 150℃,長期可靠性優(yōu)勢顯著。
此外,需關注存儲穩(wěn)定性:未開封錫膏應儲存在 0-10℃環(huán)境,保質期一般為6個月,開封后建議 24 小時內用完,避免濕度>60% 導致助焊劑吸濕,造成焊點空洞率增加 2 倍。
科學選型四步法:從需求分析到量產驗證
1、需求解構:明確焊接溫度、元件類型、印刷精度、清洗方式、行業(yè)認證等核心參數(shù),形成選型清單;
2、案例對標:參考同類型產品成熟方案(如蘋果手機主板采用 T6 級免清洗錫膏),降低技術風險;
3、小樣測試:通過 SPI 檢測印刷體積誤差(目標<±10%)、X 射線掃描焊點空洞率(Ⅱ 類產品<5%)、高低溫循環(huán)測試焊點可靠性(-40℃~85℃循環(huán) 200 次無開裂);
4、動態(tài)優(yōu)化:根據(jù)量產良率(初始良率≥95%)與客戶反饋,微調配方(如添加 0.5% 納米銀線提升導熱率),實現(xiàn)持續(xù)改進。
SMT 錫膏的選擇是工藝適配與場景定制的系統(tǒng)工程,而非單一指標的孤立判斷。從高溫場景的耐溫設計到精密焊接的顆粒度控制,從環(huán)保法規(guī)的底線要求到可靠性成本的平衡藝術,每一次決策都需以數(shù)據(jù)為支撐,以測試為驗證。作為深耕13年的電子焊接材料專業(yè)供應商,傲牛科技始終以 “場景化解決方案” 為核心,助力企業(yè)在效率與品質間找到最優(yōu)解 —— 因為精準的錫膏選型,從來都是提升 SMT 生產競爭力的重要起點。
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