带你真正认识锡膏从成分到应用的全解析
来源:优特尔锡膏 浏览: 发布时间:2025-07-04
锡膏是什么?——电子焊接的“万能胶水”
锡膏(Solder Paste)是电子制造中核心的焊接材料,呈膏状,主要由焊料合金颗粒、助焊剂及添加剂混合而成。
它通过印刷或点涂工艺附着在PCB焊盘上,经回流焊加热后,焊料熔化形成电气连接,助焊剂则清除氧化层并促进焊接,最终残留固化或挥发,是SMT(表面贴装技术)中实现元件与电路板焊接的关键材料。
锡膏的核心组成:三大成分的协同作用
1. 焊料合金颗粒(占比约85%~92%)
作用:形成焊点,决定焊接强度、导电性及耐高温性。
常见类型:
有铅合金:如Sn63Pb37(熔点183℃),焊接性能优异,但因环保限制逐渐被淘汰;
无铅合金:
Sn-Ag-Cu(SAC305:Sn96.5Ag3.0Cu0.5,熔点217℃),主流无铅方案,适配高温焊接;
Sn-Cu(SCN,熔点227℃),成本低,但润湿性较差;
Sn-Bi(如Sn58Bi,熔点138℃),低温合金,适用于热敏元件,但焊点脆性较高。
2. 助焊剂(占比约8%~15%)
作用:清除氧化层、降低焊料表面张力、防止焊接时二次氧化。
核心成分:树脂(如松香)、活化剂(有机酸类)、溶剂(乙醇等)、触变剂(调节黏稠度)。
3. 添加剂
作用:优化锡膏工艺性能,如抗氧化剂、黏度调节剂、消泡剂等,提升印刷性和焊接可靠性。
锡膏的分类:按需求匹配类型
1. 按合金熔点分类
高温锡膏:熔点>220℃,如SAC305,适用于无铅工艺、多层板或需要二次回流的场景;
中温锡膏:熔点170~220℃,如Sn-Ag-Bi系列,用于混合工艺(部分元件耐温性中等);
低温锡膏:熔点<170℃,如Sn58Bi,适配LCD、摄像头模组等热敏元件焊接。
2. 按助焊剂活性分类
R级(松香基):低活性,适合洁净表面,残留少;
RMA级(轻度活化):中等活性,通用型,适配多数电子元件;
RA级(高活性):强活化能力,用于氧化严重的表面,但需清洗残留。
3. 按清洁需求分类
免清洗锡膏:助焊剂残留无腐蚀性,适合消费电子批量生产;
水洗锡膏:助焊剂含卤化物或高活性成分,需用去离子水或专用溶剂清洗,适用于军工、医疗等高可靠性领域。
锡膏的工作原理:从膏状到焊点的蜕变;
1. 回流焊升温阶段:
预热区(100~150℃):溶剂挥发,助焊剂开始活化,清除焊盘和元件引脚氧化层;
保温区(150~180℃):锡膏黏度降低,合金颗粒均匀分布,元件受热均衡;
回流区(达到合金熔点以上):焊料熔化,在助焊剂作用下润湿焊盘,形成金属间化合物(IMC);
冷却区:焊料凝固成焊点,助焊剂残留固化或挥发。
如何选择合适的锡膏?——五大维度决策指南
1. 焊接材料与工艺
元件类型:
陶瓷电容、IC等精密元件:选低残留、低飞溅锡膏(减少桥连风险);
铝基板、散热片:需适配高温锡膏(如SAC305),避免焊点熔化。
焊接工艺:
SMT回流焊:优先选无铅高温锡膏,匹配回流焊温度曲线;
手工焊接:可选松香基锡膏(如Sn63Pb37,仅非环保场景),操作性好。
2. 环保与可靠性要求
消费电子:必须符合RoHS标准,选无铅免清洗锡膏;
汽车电子、军工:需通过UL认证、耐高温高湿测试,可选中高温锡膏+水洗工艺。
3. 印刷与储存特性
细间距元件(如01005、0.3mmPitch IC):选高黏度、触变性好的锡膏,避免塌落;
储存条件:锡膏需冷藏(2~10℃),使用前回温4~8小时,避免结露影响焊接。
4. 成本与效率平衡
批量生产:无铅锡膏(如SAC0307)成本低于SAC305,兼顾性价比;
小批量打样:可选低温锡膏(如Sn-Bi),降低设备温度要求。
锡膏使用中的常见问题与解决方案;
问题 可能原因 解决方法
焊点开路 锡膏量不足、氧化严重 调整印刷参数,更换新鲜锡膏,提高助焊剂活性
桥连短路 锡膏过量、回流温度过高 优化钢网开口,降低回流峰值温度,选用低塌落锡膏
焊球飞溅 溶剂挥发过快、预热速率过高 延长预热时间,选择低沸点溶剂的锡膏
残留发白 助焊剂活性不足或清洗不彻底 更换高活性锡膏,加强清洗工艺(如超声波清洗)
锡膏的前沿趋势:向高可靠性与绿色制造进化
无铅化深化:开发低银或无银无铅合金(如Sn-Cu-Ni),降低成本同时提升焊点韧性;
低温焊接技术:Sn-Bi-Ag合金搭配新型助焊剂,实现120~150℃低温回流,适配柔性电路板、IoT传感器;
免清洗与智能化:助焊剂配方优化,实现“零残留”,同时锡膏中加入传感器(如黏度监测芯片),提升工艺可控性。
锡膏选择的核心逻辑
1. 明确焊接材料(元件、基板)与工艺(回流焊/手工焊);
2. 匹配合金熔点(无铅/高温/低温)与助焊剂活性;
3. 权衡环保要求(RoHS)与清洁成本(免清洗/水洗);
4. 关注印刷特性(黏度、触变
性)与储存条件。
航天设备,锡膏的性能直接决定焊点的可靠性。
通过精准匹配需求,才能让这小小膏体在电路板上“焊”出稳定的电气世界。
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