电子元器件手工焊接技术(第3版)
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1.5 焊锡膏

焊锡膏是将钎料和钎剂粉末拌合在一起制成的,是用来助焊的,它一方面可以隔离空气防止氧化,另一方面还可以增加毛细管作用,增加润湿性,防止虚焊,是所有钎剂中最良好的表面活性添加剂,广泛用于高精密电子元器件中做中高档环保型钎剂。焊锡膏实物图如图1-16所示。

图1-16 焊锡膏实物图

1.5.1 焊锡膏的组成

焊锡膏由钎剂和钎料粉组成。

1.钎剂主要成分

包括活化剂、触变剂、树脂、溶剂。各成分作用如下:

(1)活化剂。主要作用是去除PCB铜膜焊盘表层及零件引线部位的氧化物质,同时还可以降低锡、铅的表面张力。

(2)触变剂。主要作用是调节焊锡膏的黏度以及印制性能,在印制中可以防止出现拖尾、粘连等现象。

(3)树脂。主要作用是加大锡膏黏附性,而且有保护和防止焊后再度氧化的作用,而且还对零件固定起到很重要的作用。

(4)溶剂。主要是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。

2.钎料粉

钎料粉又称锡粉,主要由锡铅比例为63∶37的合金组成。有特殊要求时,也可以在锡铅合金中添加一定量的银、铋等金属的锡粉。

1.5.2 焊锡膏使用的注意事项

1.焊锡膏的保管

(1)长时间贮存的焊锡膏,其钎料成分和钎剂成分会分离,使用时必须先搅拌。

(2)焊锡膏通常在低温环境下贮存,因此使用焊锡膏时在开封前必须先把它放置在室温下进行“回温”,即使焊锡膏的温度升至室温。这个时间为2~3h。如果不经“回温”就开封,如众多冷藏东西拿到室温中一样,空气中的水汽会凝结并依附在焊锡膏上,使得焊锡膏潮湿、结露,再接受强热使得水分迅速汽化,将造成钎料飞散,严重时甚至会损坏元器件;但也不可用加热的方法使焊锡膏回到室温,急速的升温会使焊锡膏中钎剂的性能变坏,从而影响焊接效果。

(3)开封后,在室温下可持续使用4~6h。但是随着时间的延长,因为成分挥发而使黏度增大,延长性变差,容易黏附在掩膜板上。因此,从焊锡膏开封到使用的总时间,应根据焊锡膏的种类和环境条件来规定以控制性能。

(4)使用后若要长期贮存则应采用低温贮存的方法。低温贮存可以稳定地存储6个月。

2.焊锡膏的摇溶性

焊锡膏使用后往往会出现这样一些情况:规定的线路图形发生塌边塌角,图形的周围出现浸润模糊现象,这是由于焊锡膏中钎料粉末成形分散,粉末的颗粒大小不均匀所致。

因此焊锡膏使用过程中,在“回温”之后,需要对焊锡膏进行充分搅拌,使得钎剂与钎粉之间均匀分布,充分发挥各种性能。

如果钎料的粉末成球状,尺寸大小也一致,则焊锡膏成胶质状,使用后的塌边塌角及浸润现象就少。印制精密图形时必须选择粒子尺寸一定的焊锡膏。

钎料粉末可以用喷射法来制作,这种方法能有效地控制粉末的尺寸和形状。

3.钎料球的产生

进行焊接时,基板上会飞散着大大小小的钎料球,有时还会溅到元器件的下面,以致清洗时不能去除而被带入设备。在设备里由于振动等原因又重新滚动,引起短路。同时,这些高温的钎料粒子还会在基板上熔化掉钎料的保护层,而后被固定在其上面而不能除去。

产生钎料球是焊锡膏的一大缺点,其主要原因是:

(1)使用前焊锡膏是低温贮存,如果不把温度回升到室温就立即使用,焊锡膏本身要吸热,钎料会使吸收的水分蒸发,造成钎料粒子飞散。另外如果熔化温度上升过快也会使钎料粒子飞溅。

(2)钎料粉末表面层被氧化,在焊接时得不到与其他粒子凝聚的热能,而使大大小小的钎料球残留在基板上。

目前电子级焊锡膏已用于分离器件及混合集成电路的制造中。它也将会在微电子元器件焊接中发挥积极作用。

4.焊锡膏使用时的注意事项

(1)焊锡膏“回温”过程中尽量让其自然“回温”,不要强行加热。

(2)使用前要对已经“回温”的焊锡膏进行均匀搅拌。

手动搅拌时,应使用焊锡膏专用的金属铲,直至搅拌到均匀为止。使用机器搅拌时应注意搅拌时间,时间要适当,过度搅拌将导致焊膏黏度下降,温度升高,焊粉与钎剂反应,影响焊锡膏质量。搅拌时间根据搅拌装置不同,时间也不相同。

(3)焊锡膏的黏度会根据温度和湿度而改变。温度升高,黏度降低。湿度增大,焊锡膏会吸收水分影响质量。

(4)开封后的焊锡膏多次使用时一定要充分确认质量是否有变化,因为开封后用过的焊锡膏再次使用时不在保质范围之内。

(5)使用时切勿舔舐焊锡膏;避免焊锡膏与皮肤直接接触。不小心粘到时,可先后用干纸巾、酒精棉布擦拭,最后用肥皂仔细清洗。

(6)焊锡膏内含有可燃性的溶剂,使用时要远离火源,避免引起火灾。

(7)使用焊锡膏的厂房内必须安装换气装置,经常导入新鲜空气。

(8)回流焊接时,由于焊锡膏内的溶剂等分解会产生废气,必须安装局部排气装置。

(9)不同种类的焊锡膏不能混合使用。

(10)清洁电路板、模板等使用的清洗液切勿混入焊锡膏中。

(11)废焊锡膏请严格按照相关法规进行处理。

(12)在长时间的印制情况下,焊锡膏中的钎剂会挥发,进而影响到印制时焊锡膏的脱模性能,因此对存放焊锡膏的容器不可重复使用,印制后网板上所剩的焊锡膏,应用其他清洁容器装存保管,下次再用时,应先检查所剩焊锡膏中有无结块或凝固状况,如果过分干燥,应添加供应商提供的焊锡膏稀释剂调稀后再用。另外,印制完成的基板,应当天完成焊接。