焊料粉:
焊料粉又稱錫粉主要由錫鉛、錫鉍、錫銀銅合金組成,一般比例為SN63/PB37、SN42BI58、SN96.5CU0.5AG3.0和SN99CU0.7AG0.3。概括來講錫粉的相關(guān)特性及其品質(zhì)要求有如下幾點:
A、錫粉的顆粒形態(tài)對錫膏的工作性能有很大的影響:
A-1、重要的一點是要求錫粉顆粒大小分布均勻,這里要談到錫粉顆粒度分布比例的問題;在國內(nèi)的焊料粉或焊錫膏生產(chǎn)廠商,大家經(jīng)常用分布比例來衡量錫粉的均勻度:以25~45μm的錫粉為例,通常要求35μm左右的顆粒分度比例為60%左右,35μm 以下及以上部份各占20%左右;
A-2、另外也要求錫粉顆粒形狀較為規(guī)則;根據(jù)“中華人民共和國電子行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《錫鉛膏狀焊料通用規(guī)范》(SJ/T 11186-1998)”中相關(guān)規(guī)定如下:“合金粉末形狀應(yīng)是球形的,但允許長軸與短軸的比為1.5的近球形狀粉末。如用戶與制造廠達(dá)成協(xié)議,也可為其他形狀的合金粉末。”在實際的工作中,通常要求為錫粉顆粒長、短軸的比例一般在1.2以下。
A-3、如果以上A-1及A-2的要求項不能達(dá)到上述基本的要求,在焊錫膏的使用過程中,將很有可能會影響錫膏印刷、點注以及焊接的效果。
B、各種錫膏中錫粉與助焊劑的比例也不盡相同,選擇錫膏時,應(yīng)根據(jù)所生產(chǎn)產(chǎn)品、生產(chǎn)工藝、焊接元器件的精密程度以及對焊接效果的要求等方面,去選擇不同的錫膏;
B-1、根據(jù)“中華人民共和國電子行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《錫鉛膏狀焊料通用規(guī)范》(SJ/T 11186-1998)”中相關(guān)規(guī)定,“焊膏中合金粉末百分(質(zhì)量)含量應(yīng)為65%-96%,合金粉末百分(質(zhì)量)含量的實測值與訂貨單預(yù)定值偏差不大于±1%”;通常在實際的使用中,所選用錫膏其錫粉含量大約在90%左右,即錫粉與助焊劑的比例大致為90:10;
B-2、普通的印刷制式工藝多選用錫粉含量在89-91.5%的錫膏;
B-3、當(dāng)使用針頭點注式工藝時,多選用錫粉含量在84-87%的錫膏;
B-4、回流焊要求器件管腳焊接牢固、焊點飽滿、光滑并在器件(阻容器件)端頭高度方向上有1/3至2/3高度焊料爬升,而焊錫膏中金屬合金的含量,對回流焊焊后焊料厚度(即焊點的飽滿程度)有一定的影響;為了證實這種問題的存在,有關(guān)專家曾做過相關(guān)的實驗,現(xiàn)摘抄其終實驗結(jié)果如下表供參考:(表暫缺)
從上表看出,隨著金屬含量減少,回流焊后焊料的厚度減少,為了滿足對焊點的焊錫量的要求,通常選用85%~92%含量的焊膏。
C、錫粉的“低氧化度”也是非常重要的一個品質(zhì)要求,這也是錫粉在生產(chǎn)或保管過程中應(yīng)該注意的一個問題;如果不注意這個問題,用氧化度較高的錫粉做出的焊錫膏,將在焊接過程中嚴(yán)重影響焊接的品質(zhì)。
常用焊料的形狀:
焊料在使用時常按規(guī)定的尺寸加工成形,有片狀、塊狀、棒狀、帶狀和絲狀等多種。
(1)絲狀焊料——通常稱為焊錫絲,中心包著松香,叫松脂芯焊絲,手工烙鐵錫焊時常用。松脂芯焊絲的外徑通常有0.5mm、0.6mm、0.8mm、1.Omm、1.2mm、1.6mm、2.Omm、2.3mm、3.Omm等規(guī)格。
(2)片狀焊料——常用于硅片及其他片狀焊件的焊接。
(3)帶狀焊料——常用于自動裝配的生產(chǎn)線上,用自動焊機(jī)從制成帶狀的焊料上沖切一段進(jìn)行焊接,以提高生產(chǎn)效率。
(4)焊料膏——將焊料與助焊劑拌和在一起制成,焊接時先將焊料膏涂在印制電路板上,然后進(jìn)行焊接,在自動貼片工藝上已經(jīng)大量使用。
粘合劑又稱結(jié)合劑,是導(dǎo)電銀漿中的成膜物質(zhì)。在導(dǎo)電銀漿中,導(dǎo)電銀的微粒分散在粘合劑中。在印剜圖形前,依靠被溶劑溶解了的粘合劑使銀漿構(gòu)成有一定粘度的印料,完成以絲網(wǎng)印刷方式的圖形轉(zhuǎn)移;印刷后,經(jīng)過固化過程,使導(dǎo)電銀漿的微粒與微粒之間、微粒與基材之間形成穩(wěn)定的結(jié)合。這是結(jié)合劑的雙重責(zé)任。結(jié)合劑通常采用合成樹脂,它是高分子的聚合物。合成樹脂可分為熱固型和熱塑型兩大類。熱固性樹脂,如酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂等。它們的特征是在一定溫度下固化成形后,即使再加熱也不再軟化,也不易溶解在溶劑中。熱塑性樹脂因其分子間相對吸引力較低,受熱后軟化,冷卻后則恢復(fù)常態(tài)。熱塑性聚合物樹脂由于鏈與鏈之間容易相對移動的原因,表現(xiàn)出具有可撓性。結(jié)合劑的樹脂一般都是絕緣體,由于粘合劑本身并不導(dǎo)電,若不在一定溫度下固化,導(dǎo)電微粒則不能形成緊密的連接。不同的樹脂加入同一種導(dǎo)電物質(zhì),固化成膜后,其導(dǎo)電性能各不相同,這與粘合劑樹脂凝聚性有關(guān)。導(dǎo)電銀漿對結(jié)合劑樹脂的選擇,有多方面的考慮。不同結(jié)合劑的粘度、凝聚性、附著性、熱特性等有較大的差異。導(dǎo)電銀漿的制造者對于導(dǎo)電銀漿所作用的基材、固化條件、成膜物的理化特性都需要統(tǒng)籌兼顧。
隨著電子工業(yè)的發(fā)展,厚膜導(dǎo)體漿料也隨之發(fā)生不斷更新的發(fā)展,作為二十一世紀(jì)主要發(fā)展方向之一的電子工業(yè),其發(fā)展和產(chǎn)品更新速度也將是快的,新的電子元器件和生產(chǎn)工藝技術(shù)將需要新的銀粉銀漿,因此銀粉銀漿的品種和數(shù)量將不斷增加。
從技術(shù)的角度,為適應(yīng)電子機(jī)器不斷輕、小、薄、多功能、低成本,銀粉銀漿會朝著使用工藝更簡化、性能更強(qiáng)、可靠性更高、更低成本化發(fā)展,也就是程度的發(fā)揮銀導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性的優(yōu)勢。
電子工業(yè)的快速發(fā)展,加上國內(nèi)市場、勞動力等方面的優(yōu)勢,使大陸已成為世界電子元器件的主要制造基地之一,其銀粉和銀漿的用量也將不斷增加。銀粉、銀漿作為一個有發(fā)展前景的產(chǎn)業(yè),存在很大的發(fā)展空間。關(guān)鍵在于誰能網(wǎng)羅人才、投入更多資金,建立國際的生產(chǎn)環(huán)境、裝備水平。
銀幾乎是為電子工業(yè)而生的,從銀的存量和儲量而言,并不存在供需方面的嚴(yán)重問題和資源的稀缺和緊迫性。從銀的本征特性而言要以賤金屬取替還存在很高的技術(shù)難度,還有成本問題。在未來很長時間內(nèi),電子、電氣方面的應(yīng)用仍是銀重要的消耗方面。