锡膏全解析：从成分到工艺一文掌握SMT焊接核心材料

锡膏全程分析：从成分到工艺，掌握SMT焊接核心材料

锡膏的定义与作用

 锡膏是SMT（表面贴装技术）中关键的焊接材料，由焊锡合金粉末、助焊剂及其他添加剂混合而成，常温下为膏状，加热后焊锡粉末熔化形成焊点，实现电子元件与PCB的电气连接和机械固定。

核心成分及功能

 1. 焊锡合金粉末（占比约85%-92%）

作用：形成焊点，决定焊接强度、导电性和熔点。

常见类型：

Sn-Pb合金：熔点低（约183℃），焊接性能好，但含铅有毒，逐渐被淘汰。

无铅合金（主流）：

Sn-Ag-Cu（SAC）：如SAC305（96.5Sn-3.0Ag-0.5Cu），熔点约217℃，综合性能接近传统锡铅合金。

Sn-Cu-Ni、Sn-Bi等，需根据工艺需求选择。

颗粒规格：常用粒径为25-45μm（4号粉），精细间距元件需更小颗粒（如5号粉15-25μm）。

2. 助焊剂（占比约8%-15%）

作用：去除金属表面氧化层，降低焊锡表面张力，促进润湿和铺展。

核心成分：

活化剂（如有机酸）：清除氧化膜。

树脂（如松香）：保护焊接面，防止二次氧化。

溶剂（如醇类）：调节膏体粘度，确保印刷性。

添加剂：触变剂（控制塌陷）、表面活性剂（改善润湿性）等。

3. 其他添加剂

触变剂：防止锡膏印刷后塌陷，保持形状。

抗氧化剂：延长锡膏储存寿命，避免合金粉末氧化。

关键性能指标；

 粘度：影响印刷精度，需根据印刷设备（如钢网厚度、刮刀速度）调整。

触变性：印刷时受剪切力变稀，静置后恢复粘稠，防止塌边。

塌陷度：加热前保持形状，避免桥连。

润湿性：焊锡熔化后在PCB焊盘和元件引脚上的铺展能力，影响焊点强度。

储存稳定性：通常需在-10℃~0℃冷藏，开封后需在24小时内用完。

 SMT工艺中的锡膏应用流程

 1. 锡膏印刷

设备：半自动或全自动印刷机，通过钢网将锡膏精确涂布在PCB焊盘上。

关键参数：刮刀压力、速度、角度，钢网开口尺寸（通常比焊盘小10%-15%以避免桥连）。

2. 元件贴装

 贴片机将元件放置在锡膏上，位置精度需匹配锡膏印刷精度。

3. 回流焊（核心环节）

温度曲线：分四个阶段：

预热区（150-180℃）：溶剂挥发，助焊剂活化。

保温区（180-210℃）：均匀升温，去除氧化层，焊锡粉末初步润湿。

回流区（峰值220-240℃）：焊锡熔化，形成焊点。

冷却区：焊点凝固，确保机械强度。

无铅工艺难点：熔点高，需更高温度控制精度，避免元件热损伤。

4. 检测与返修

AOI（自动光学检测）或X-Ray检查焊点缺陷（如虚焊、桥连），用热风枪或返修台补焊。

 常见缺陷及解决方案

 桥连：锡膏过多或印刷偏移，调整钢网开口或印刷参数。

 虚焊/冷焊：温度不足或助焊剂活性不够，优化回流曲线或更换锡膏。

焊球：锡膏颗粒氧化或预热速度过快，控制储存环境和升温速率。

 无铅锡膏的挑战与趋势

挑战：高熔点导致能耗增加、元件热应力大，需搭配高温元件和高效散热设计。

趋势：开发更低熔点的无铅合金（如Sn-Bi-Ag）、高可靠性的免清洗助焊剂，以及适配微型化元件（如01005、倒装芯片）的超细颗粒锡膏。

了理解锡膏的成分、性能与工艺，可有效提升SMT焊接质量，降低生产成本。

实际应用中需结合设备、材料和工艺参数综合优化，确保电子产品的可靠性。