细微元器件的SMT工艺中,印刷与焊接不良明显增加。在SMT贴片加工过程中,通过在锡膏助焊剂添加纳米颗粒,用来改善焊锡膏的触变、脱模能力,并增强焊锡膏的润湿性。实验表明,添加纳料粒子的焊锡膏,特别是在锡粉料径在20μm以下的应用中效果明显。接下来,众焱电子将分析介绍细微颗粒对精密SMT锡膏性能的影响。
一、微细颗料的相互作用力
微细颗粒之间的作用力主要包括范德华力、静电力、液体桥力、固体桥力、化学键作用力。
因为锡膏中固体颗粒主要存在于溶液中,因此主要作用力为液体桥力。
式(1)为两个直径相近的颗粒液体桥力,与系数成正比,与球径R成正比。为湿透颗粒表面时的张力系数。式(2)为两个不等直径的液体桥力。

图1液体桥力示意图
图1中为两个不同球径的固体颗粒R1、R2在液相环境中产生液相桥力的原理示意图。表面张力较大的液体在两个颗料间形成液体桥,通过液体桥力的作用,两颗粒连接在一起,当二者距离足够近的时候,各种作用力何持平衡,颗粒间保持确定位置。根据能量守恒原理,液体桥此时作用在固体颗粒R1、R2上的液体桥力相等。由于R2球径小,重量轻,受液体桥力影响,依附在较大颗粒表面,当二者球径差距较大时,大颗粒表面会覆盖一层小颗粒。微细颗粒间的化学键作用力,也会对焊锡膏的性能产生影响。
二、微细颗料对焊锡膏性能的影响
1、锡膏助焊剂选择
锡膏助焊剂一般选择成膜性较好、表面张力系数大的有机溶剂和各种助焊成份的固体颗粒组成,部分固体溶解到溶剂中。很多广州SMT贴片加工厂为保持助焊剂的粘度,会在助焊剂生产时提高混合温度,加速溶解。助焊剂混合完成后,冷却到室温,这时因溶液处于过饱合溶解状态。随时间延长,助焊剂中会产生偏析,析出结晶会继续生长,形成较大颗粒。这就是锡膏助焊剂的返粗现象。
当助焊剂固体颗粒大于锡粉粒径时,由于液体桥力的作用,形成锡粉团聚现象,如图2所示。造成锡膏颗粒明显增大,产生印刷堵网、少锡膏现象。
又因为产生锡粉团聚,使每一处的锡粉接触的活性物质比例不一样,助焊剂的去氧化能力大大降低。易产生锡球、虚焊等缺陷。
图2助焊剂颗粒粗大引起锡粉团聚
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