生产厂家详解锡膏的组成类型及其应用工艺

锡膏是由合金粉末、助焊剂（Flux）及添加剂按一定比例混合而成的膏状焊接材料，

 1. 合金粉末（占比约85%~92%）

  作用：形成焊点的金属连接，决定焊接强度、导电性及耐热性。

常见类型：

有铅合金：

Sn63Pb37（共晶合金，熔点183℃，润湿性极佳，用于高可靠性场景）；

Sn55Pb45（熔点203℃，耐高温性优于共晶合金）。

无铅合金：

SAC305（Sn-3.0Ag-0.5Cu，熔点217℃，RoHS合规，消费电子主流）；

SACX07（低银型，Sn-0.7Ag-0.5Cu，成本更低，适用于一般工业产品）；

Sn-Bi-Ag（如Sn42Bi58Ag1，熔点138℃，低温焊接，适配热敏元件）。

粉末特性要求：

球形度高（减少印刷时的气泡卷入），粒径分布窄（常用D50=20~45μm，细间距器件需D50＜25μm）。

 2. 助焊剂（占比约8%~15%）

 助焊剂是锡膏的“活性核心”，由以下成分组成：

 活性剂（Activator）：

有机酸（如柠檬酸、己二酸）或有机卤化物，清除焊盘和元件引脚上的氧化层，降低焊料表面张力。

树脂（Resin）：

松香（天然或合成）作为基体，提供黏附力，防止焊接后二次氧化，并包裹残渣。

溶剂（Solvent）：

醇类（如乙醇、丙二醇）或二醇醚类，调节锡膏黏度，确保印刷时的流动性。

触变剂（Thixotropic Agent）：

控制锡膏的剪切变稀特性，防止印刷后坍塌或桥连。

 3. 添加剂（微量）

 抗氧化剂：抑制合金粉末在储存和焊接过程中氧化；

黏度调节剂：优化锡膏的印刷和回流工艺窗口；

消泡剂：减少焊接时的空洞生成（尤其在超低空洞锡膏中）。

锡膏的类型与应用场景

 锡膏可按合金成分、熔点、活性及特殊功能分类：

 1. 按合金成分分类

 有铅锡膏：

特点：润湿性好、可靠性高、成本低，但含铅有毒性；

应用：军工、航天（需法规豁免）、高温环境器件（如汽车发动机舱传感器）、高频射频组件（焊点导电性要求极高）。

无铅锡膏：

特点：符合RoHS环保标准，熔点较高（≥217℃），部分配方润湿性略差；

应用：消费电子（手机、电脑）、家电、工业控制、汽车电子（非高温区）。

 2. 按熔点温度分类

 高温锡膏：熔点＞220℃，如SAC305（217℃）、Sn96.5Ag3.5（221℃）；

应用：多层PCB焊接（需先焊高温层，再焊低温层）、功率器件（散热需求高）。

中温锡膏：熔点170~220℃，如Sn57Bi43（139℃）、Sn64.7Bi34.7Ag0.6（172℃）；

应用：二次回流焊（后焊元件耐温＜200℃）、柔性电路板（FPC）。

低温锡膏：熔点＜170℃，如Sn42Bi58（138℃）、Sn37Bi（139℃）；

应用：热敏元件（如LCD屏、传感器）、塑料基板焊接。

3. 按助焊剂活性分类（JIS Z3197标准）

 R级（Non-Active）：活性最低，残渣少，无需清洗，但润湿性差；

应用：对清洁度要求高但焊接难度低的场景（如厚膜电路）。

RMA级（Moderately Active）：中等活性，残渣略有腐蚀性，需选择性清洗；

应用：普通PCB组装（如家电控制板）。

RA级（Active）：高活性，润湿性好，但残渣腐蚀性强，必须清洗；

应用：难焊接材料（如镀镍/金焊盘）、高可靠性军工产品。

 4. 特殊功能型锡膏

 超低空洞锡膏：空洞率＜5%，用于功率模块、汽车电子（详见前问）；

免清洗锡膏：助焊剂残渣无腐蚀性，符合IPC-J-STD-004标准，广泛用于消费电子；

高导热锡膏：添加Ag、Cu纳米颗粒，提升焊点散热能力，适用于LED、电源芯片；

高黏度锡膏：触变指数高，适用于01005超微型元件或垂直贴装工艺。

锡膏的应用工艺全流程

 锡膏的焊接工艺主要包括印刷、贴片、回流焊三大环节，关键控制点如下：

 1. 印刷工艺

 锡膏准备：

从冰箱（2~8℃）取出后回温30~60分钟，避免冷凝水影响黏度；

手工搅拌5~8分钟或机械搅拌2~3分钟（转速200~300rpm），确保成分均匀。

印刷参数：

模板：材质为不锈钢或电铸镍，厚度根据元件尺寸设定（如0.5mm pitch QFP用0.12mm模板）；

刮刀：压力5~7kg，速度20~50mm/s，角度45°~60°，确保锡膏填充饱满且无坍塌；

检查：使用AOI（自动光学检测）监控锡膏量、位置及形状，避免少锡、多锡或桥连。

 2. 回流焊工艺

 回流焊曲线分为四个阶段（以无铅SAC305为例）：

 预热阶段（室温~150℃，升温速率1~3℃/s）：

作用：蒸发溶剂，激活助焊剂，避免元件因急热受损；

关键：温度过低导致溶剂残留，过高则助焊剂提前失效。

保温阶段（150~180℃，停留60~90秒）：

作用：充分清除氧化层，使合金粉末均匀受热；

关键：温度需达到助焊剂活性峰值（如松香类助焊剂在170℃左右活性最强）。

回流阶段（180℃~峰值温度230~240℃，停留30~60秒）：

作用：合金粉末熔融，与焊盘形成金属间化合物（IMC），完成焊接；

关键：峰值温度需高于熔点10~30℃（SAC305熔点217℃，峰值建议235±5℃），避免过熔（焊点发黑）或欠熔（虚焊）。

冷却阶段（峰值~室温，降温速率2~4℃/s）：

作用：焊点凝固，形成稳定的IMC层；

关键：快速冷却可细化晶粒，提升焊点强度，但需避免元件因温差过大开裂。

 3. 工艺优化与常见问题

 氮气回流：通入氮气（氧含量＜1000ppm）可减少氧化，提升润湿性，尤其适用于超低空洞或高可靠性场景。

常见缺陷及对策问题 可能原因 解决方案 ；

桥连 锡膏量过多、模板开口过大、回流升温过快 减小模板厚度、调整刮刀压力、优化回流曲线 

虚焊 焊盘氧化、助焊剂活性不足、回流温度不够 清洁焊盘、更换高活性锡膏、提高峰值温度 

锡珠 印刷时卷入空气、预热速率过快 控制搅拌时间、降低预热升温速率 

 4. 储存与使用注意事项

 储存温度：2~8℃，保质期通常3~6个月；

开封后使用时间：常温下（25℃±5℃，湿度＜60%RH）不超过24小时；

废弃处理：有铅锡膏需按有毒废弃物处理，无铅锡膏可按一般工业废料处理。

技术趋势

无铅化与低温化：开发低银、无银无铅合金（如Sn-Cu-Ni）及更低熔点（＜150℃）的无铅体系，适配5G高频元件和柔性电子；

智能化工艺控制：通过AI算法优化回流焊曲线，实时监控锡膏状态，减少人为调试误差；

环保型助焊剂：推广水基助焊剂或无卤素助焊剂，降低VOC排放，符合ISO 14001环保要求。

 锡膏的性能由合金成分与助焊剂配方共同决定，不同应用场景需匹配相应类型的锡膏（如无铅环保型、高温可靠性型、低温热敏型）。

印刷精度与回流曲线是影响焊接质量的核心因素，需结合器件类型（如01005元件、BGA封装）和设备条件精准调控。

随着电子封装向微型化、高可靠性发展，锡膏技术正朝着无铅、低温、高功能集成的方向持续演进。