焊膏是SMT贴片加工生产中十分重要的一种材料,它一般采用印刷工艺或者滴涂工艺沉积在焊盘上,元器件经贴片后靠焊膏的粘着力定位,经再流焊炉焊接在所需要的焊盘上,完成所需的电与机械连接。
焊膏评估,可以分为材料特性评估和工艺特性评估两个部分。焊膏材料特性评估通常包括焊膏黏度、焊膏颗粒尺寸、绝缘电阻等焊膏材料本身所有的物理化学指标;工艺特性则是指焊膏在SMT实际生产中的应用特性,包括:可印刷性、塌陷、润湿性、焊球等同SMT工艺相关的性能。
合金颗粒是焊膏中的重要组成部分,也是起到焊接作用的部分,通常占焊膏总重量的88%~91%。颗粒粉末的大小和形状对于焊膏的粘性和印刷性能有着直接的影响。
试验需要使用一台显微镜,要求附带的分析设备可以对摄像范围内颗粒的直径进行测量。试验过程主要是使用膏状助焊剂将焊膏稀释,并置于载物玻片上。需要注意的是,在显微镜观察时候,必须要选择界面内颗粒清楚的部分,有些相连的颗粒需要排除,以免对试验结果产生影响。
在选择测量了足够多的样本后,就可以对数据进行分析。对于焊膏中的合金粉末,要求如下(J-STD-006):
焊粉类型 |
最小合金颗粒 |
正常颗粒 |
较大合金粉末 |
3#粉 |
D<20um |
45<D≤25um |
45um<D≤50um |
4#粉 |
D<20um |
38<D≤20um |
38um<D≤40um |
颗粒分布比例 |
<10% |
90% |
<1% |
将实验结果得到的数据结合对焊粉的要求,可以得到最后的各种焊膏合金颗粒的比较情况,例如下表1所示,就是几种焊膏的合金颗粒测量最终情况。
表1对于各种焊膏在要求范围内的比例情况
序号 |
>45um(%) |
45~25um(%) |
<20um(%) |
是否符合Type |
1 |
1 |
98.5 |
0.2 |
符合 |
2 |
0(>38) |
98.2 |
1.8 |
符合 |
3 |
0.5 |
93 |
0.4 |
符合 |
4 |
0.25 |
98.1 |
0 |
符合 |
5 |
0.25 |
92.95 |
0 |
符合 |
6 |
2.1 |
94.9 |
0 |
一项不符合 |
7 |
0.4 |
97 |
0 |
符合 |
8 |
0.65 |
98.65 |
0 |
符合 |
SMT贴片加工厂在实际使用时,应该尽量使评估时的环境和参数接近生产的情况。另外,还有一些测试方法,如表面绝缘阻抗,如果产品需要也要对焊膏这方面的性能进行测评,这些可以参看IPC的有关标准。总之,在选择焊膏的时候,首先根据产品的需要,然后在具体评估焊膏各方面的性能,以得到最合适于产品的焊膏。