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锡膏中焊锡粉末的粒度对生产流程有什么影响

来源:优特尔锡膏 浏览: 发布时间:2025-07-24 返回列表

锡膏中焊锡粉末的粒度(颗粒直径大小)是影响电子制造业SMT(表面贴装技术)生产流程的关键参数之一,其对印刷、贴片、回流焊等核心环节的稳定性、效率及最终产品质量均有直接影响:

 1. 对印刷工艺的影响

 印刷是锡膏进入生产流程的首个关键环节,焊锡粉末的粒度直接决定锡膏在钢网(模板)中的填充、脱模及成型效果,是影响印刷质量的核心因素。

 钢网填充能力:

钢网的开孔尺寸(如细间距元件的引脚间距≤0.4mm时,开孔直径可能仅0.2-0.3mm)需与焊锡粉末粒度匹配。

若粉末粒度过大(如>50μm),难以填充细小组件的钢网开孔(如BGA、QFP的细间距引脚),易导致“缺锡”(开孔内锡膏填充不足),后续焊接时出现焊点强度不足或虚焊。

粉末粒度过小(如<10μm),虽能填充细孔,但可能因颗粒流动性过强,印刷时从开孔边缘溢出,导致“塌边”(锡膏印刷后形状不规则),增加后续桥连风险。

脱模性能:

印刷后锡膏从钢网开孔中脱离的顺畅度(脱模性)与粒度相关。

粒度均匀的球形粉末(尤其是中细粒度,20-38μm)流动性好,与助焊剂混合后能均匀填充开孔,脱模时不易残留(钢网孔壁无锡膏残留),印刷图形清晰。

粒度不均匀或粗颗粒占比高时,易在孔壁形成“卡滞”(大颗粒卡在孔内),导致印刷图形缺角、变形,需频繁清洁钢网(增加停机时间),降低印刷效率。

印刷厚度一致性:

细粒度粉末堆积密度更高(颗粒间间隙小),印刷后锡膏厚度更均匀;粗粒度粉末堆积松散,易因颗粒分布不均导致局部锡膏过厚或过薄,影响后续焊接时的焊点成型(如过厚易桥连,过薄易虚焊)。

 2. 对贴片工艺的影响

 贴片环节(将元器件精准放置在锡膏上)的稳定性依赖于锡膏印刷后的“形状保持能力”,而这与焊锡粉末粒度间接相关。

 锡膏粘性与元件固定:

焊锡粉末粒度通过影响锡膏的“触变性”(外力下粘度变化)间接影响粘性。

细粒度粉末与助焊剂接触面积更大,锡膏静止时粘度更高(形状保持力强),贴片时元件不易偏移;粗粒度粉末因颗粒间间隙大,锡膏粘度略低,若印刷后放置时间过长(超过“可焊时间”),可能因轻微坍塌导致元件移位(尤其轻小元件,如0402电阻)。

细间距元件贴片兼容性:

对于引脚间距<0.5mm的细间距元件(如QFP、LGA),若使用粗粒度锡膏,印刷后锡膏边缘易出现“毛刺”(因大颗粒突出),贴片时引脚可能与毛刺接触,导致对位偏差,增加桥连风险。而细粒度锡膏印刷边缘更光滑,能匹配细间距引脚的精准对位需求。

 3. 对回流焊工艺的影响

 回流焊是锡膏熔化、形成焊点的核心环节,焊锡粉末的粒度通过影响熔化速率、润湿性及氧化行为,决定焊接质量。

 熔化速率与反应效率:

细粒度粉末的比表面积(单位质量的表面积)更大,与助焊剂的接触更充分,高温下能更快吸收热量并熔化(缩短达到熔点的时间),且熔化后与焊盘、元件引脚的反应更均匀(助焊剂能更高效去除氧化层)。

若粒度过大,熔化速度慢,可能导致回流焊高温区时间不足,出现“半熔”现象(部分颗粒未完全熔化),形成焊点空洞或强度不足。

氧化风险与润湿性:

细粒度粉末因表面积大,存储或印刷过程中更易被氧化(表面形成氧化膜),若助焊剂活化能力不足(如无卤锡膏),氧化膜难以去除,会导致焊锡“润湿性差”(无法均匀铺展),出现虚焊或焊点收缩。

粗粒度粉末氧化风险低,但因熔化后流动性较差(颗粒间融合速度慢),若助焊剂流动性不足,可能导致焊点成型不饱满(如焊点偏薄、边角不圆润)。

焊点形态与缺陷率:

细粒度粉末熔化后分布更均匀,能填充细小间隙(如BGA焊点的焊盘与球之间),减少空洞;而粗粒度粉末若混合不均,可能因局部颗粒聚集,熔化后形成“大颗粒残留”,导致焊点内部空洞或表面凸起(影响电性能)。

 4. 对生产设备与参数的要求

 焊锡粉末粒度需匹配生产设备的精度及工艺参数,否则会增加设备调试难度或导致效率下降。

 钢网与印刷机要求:

细粒度锡膏(如10-25μm)需搭配更高精度的钢网(如激光切割钢网,孔壁粗糙度≤1μm),否则粗糙的孔壁易卡住细颗粒,导致堵塞;同时,印刷机的刮刀压力、速度需降低(如刮刀压力从15N降至10N),避免细颗粒被过度挤压导致锡膏坍塌。

粗粒度锡膏(如50-100μm)对钢网精度要求低(可使用蚀刻钢网),印刷压力可适当提高(确保填充充分),但需避免压力过大导致大颗粒破碎。

回流焊温度曲线调整:

细粒度锡膏需缩短预热区时间(防止助焊剂过早挥发),并适当降低高温区峰值温度(避免过度氧化);粗粒度锡膏则需延长高温区时间(确保完全熔化),但需控制峰值温度(防止焊盘氧化或元件损坏)。

 5. 对生产效率与成本的影响

 缺陷率与返工成本:

粒度不匹配会导致印刷桥连、缺锡,焊接虚焊、空洞等缺陷,增加AOI(自动光学检测)、X-Ray检测的工作量,甚至需要人工返工(如刮除桥连、补锡),降低生产效率。

例;细间距元件误用粗粒度锡膏时,桥连率可能从0.1%升至5%以上,返工成本增加30%以上。

材料与设备成本:

细粒度粉末的生产工艺更复杂(如雾化制粉时需更精密的分级设备),成本比粗粒度高10%-30%;同时,细粒度锡膏对钢网、印刷机的精度要求更高(如钢网需激光打孔而非蚀刻),设备投入成本增加。

非细间距场景(如插件焊点、粗引脚元件)通常优先选择粗粒度锡膏以控制成本。

存储与管理要求:

细粒度粉末易吸潮、氧化,需严格低温存储(如-5℃以下),使用前需更长时间回温(避免水汽凝结)和充分搅拌(确保颗粒分散均匀),否则易出现印刷结块或流动性变差,增加生产前的准备时间。

 焊锡粉末的粒度是SMT生产流程的“适配性参数”:

 细粒度(10-38μm) 适合细间距、高精度场景(如BGA、QFP),能提升印刷与焊接的精准度,但对设备、工艺控制及成本要求更高;

粗粒度(50-100μm) 适合粗间距、低成本场景(如插件焊点、大尺寸元件),工艺兼容性强,但无法满足细间距需求。

 生产中需根据元件引脚间距、设备精度及成本预算选择匹配的粒度,以平衡生产效率与产品质量。