3.1焊锡膏

焊锡膏是SMT工艺中不可缺少的焊接材料，它由合金焊料粉、糊状焊剂和一些添加剂混合而成的膏状体。常温下，焊锡膏有一定的粘性，具有良好的触变特性，可将电子元器件暂时固定在PCB的相应位置上。在焊接温度下，焊膏中的合金粉末熔融回流，液体焊料浸润元器件的焊端与PCB焊盘，冷却后元器件的焊端与PCB焊盘被焊料连接在一起，形成电气和机械连结的焊点。

随着回流焊接技术的普及和SMT组装密度的不断提高，焊锡膏已成为高度精细的电路组装材料，在SMT组装工艺中被广泛应用。

3.2焊膏的成分和作用

锡膏主要由合金焊料粉末和助焊剂组成，如表3-3所示，其中合金焊料粉末占总重量的88%---91%，助焊剂占9%---12%；体积比：合金焊粉50％、焊剂50％。

表3-3 焊锡膏的组成化学成分及作用

1 合金焊粉

焊料粉末是焊料合金熔化后，采用高压惰性气体喷雾或超声法雾化，经过网筛得到的不同粒度的粉末物质。理想的合金粉末是粒度一致的球形颗粒，合金粉颗粒的大小、形状、粒度、均匀度和表面氧化程度对于焊膏的粘性和印刷性能有着直接的影响。粒度愈小，粘度愈大，粒度过大，会使锡膏粘接性能变差，粒度太细，表面积增大，会使其表面含氧量增高，也不宜采用。球形焊料具有良好的性能，它们对焊膏性能的影响参考表3-5。

但实际形状为球形或非球形，粉末长宽比不超过1.5。焊料粉末的粒度、形态等对锡膏的质量有举足轻重的影响，球形合金粉末的表面积小，氧化程度低，制成的焊膏粘度低，具有良好的印刷性能。

表3-5 合金焊料粉的形状对焊膏性能的影响

锡粉的粒度大小用目数（MESH）来表示，目数是英制单位，指筛网每平方英寸面积上的网孔数量，如图3-6和3-7 ，目数越大，说明筛网开孔数越多，相对的孔径越小。焊料颗粒的尺寸一般为-200目/+325目，在有0.5mm脚间距的器件印刷锡膏时，焊料颗粒尺寸应比常规小，可以选用颗粒尺寸是-325目+500目的焊膏，见表3-4。

表3-4

2 锡膏中的助焊剂

焊锡膏中的助焊剂（flux）主要成分有活化剂、触变剂、基材树脂和溶剂，主要有辅助热传导、去除氧化物、降低被焊接材质表面张力、去除被焊接材质表面油污、增大焊接面积、防止再氧化等几个方面。助焊剂性能的优劣，直接影响到SMT产品的质量。助焊剂是锡粉的载体，其组成与通用助焊剂基本相同。为了改善印刷效果有时还需加入适量的溶剂，通过助焊剂中活性剂的作用，能清除被焊材料表面以及锡粉本身的氧化物，使焊料迅速扩散并附着在被焊金属表面，助焊剂的组成对锡膏的扩展性、润湿性、塌陷、粘度变化、清洗性和储存寿命起决定性作用。

1．活化剂(ACTIVATION)：主要起到去除PCB板上的焊盘表面层及零度焊接部位的氧化物，同时降低合金表面张力，在焊剂中的重量比占0.2—1.0%。

2．触变剂(THIXOTROPIC)：该成份主要是调节焊锡膏的粘度以及印刷性能，起到在印刷中防止出现拖尾、粘连等现象的作用；一般由溶剂、乳化石蜡等组成，作为增添剂或副溶剂，起着调解剂的作用，其中溶剂一般都是高熔点的溶剂。

3．树脂（RESINS）：主要作用是去除氧化膜，形成保护膜防止焊接过程中合金粉进一步氧化，另外在免清洗焊接中形成机械、化学性质稳定的膜，对焊接部位起到一定保护作用。基材树脂主要有松香脂、合成树脂等，常用基材树脂占剂重量比为20---30%。

4．溶剂（SOLVENT）：溶剂可使金属颗粒在锡膏中形成糊状体，起到调节均匀性的作用，要求其不易吸湿，对焊膏寿命有一定影响。

具备性能

（1）助焊剂应有适当的活性温度范围。在焊料熔化前开始起作用，在施焊过程中较好地发挥清除氧化膜、降低液态焊料表面张力的作用。焊剂的熔点应低于焊料的熔点，但不易相差过大。

（2）助焊剂应有良好的热稳定性，一般热稳定温度不小于100℃。

(3）助焊剂的密度应小于液态焊料的密度，能增加焊料的流动性，这样助焊剂才能均匀地在被焊金属表面铺展，呈薄膜状覆盖在焊料和被焊金属表面，有效地隔绝空气，促进焊料对母材的润湿。

(4）助焊剂的残留物不应有腐蚀性且容易清洗；

(5）不应析出有毒、有害气体；要有符合电子工业规定的水溶性电阻和绝缘电阻；不吸潮，不产生霉菌；化学性能稳定，易于贮藏。

助焊剂是锡粉的载体，本身具有高粘度，其组成与通用助焊剂基本相同。为了改善印刷效果有时还需加入适量的溶剂，通过助焊剂中活性剂的作用，能清除被焊材料表面以及锡粉本身的氧化物，使焊料迅速扩散并附着在被焊金属表面。助焊剂的组成对锡膏的扩展性、润湿性、塌陷、粘度变化、清洗性和储存寿命起决定性作用，如表3-6所示：

表3-6各种焊剂的成分与作用

3.3焊锡膏的分类

1．按合金焊料熔点分

采用不同熔点的焊料可以制成不同熔点的焊锡膏。人们习惯上将Sn62/Sn63锡膏称为中温锡膏，低于它们熔化温度的称为低温锡膏，如铋基、铟基锡膏；高于它们熔化温度的称为高温锡膏，如Sn96锡膏。它们的合金成分、熔化温度以及用途见表3-7。

表3-7 焊锡膏熔点表

2.按焊剂活性分：RA 活性、松香型 消费类电子产品

RMA 中等活性 SMT产品

NC 免清洗 SMT中大量采用。

3.按焊膏粘度分：700 Pa.s －1200 Pa.s 模板印刷

400 Pa.s －600 Pa.s 丝网印刷

350 Pa.s －450 Pa.s 分配器

4.按清洗方式：有机溶剂、水清洗、半水清晰、免清洗。

(1）松香型

松香型焊锡膏中的焊剂主要成分为松香，由于松香有优良的助焊性能，焊后残留物成膜性好，对焊点有保护作用；松香第二个作用是增加焊膏的粘接力，使贴装的元件不产生位移；第三个作用是和松香和其他成分混合，起到调节粘度的作用，使金属粉末不沉淀、不分层。

(2）水溶型

水溶型焊锡膏的焊剂主要成分为有机的水溶性物质，焊后可水清洗，有利于环保，但由于无松香，焊膏粘性不够大，应用收到一定限制。

（3）免清洗

焊剂中不含卤素，同时尽量减少的松香含量，增加其他有机物的用量，但松香含量减少到一定程度，焊剂的活性就会降低，防止焊接区二次氧化的作用也会降低，采用氮气保护焊接解决问题。免清洗工艺虽然是发展方向，但军品慎重使用。

（4）无铅焊膏

无铅焊膏也越来越应用广泛，目前已有1／3的产品使用无铅焊接。最常用焊膏的是无铅焊料成份加各种焊剂组成。常用焊膏有：Sn 95.5%－Ag3.8%－Cu0.7%、熔点217℃、比重7.4(63/37-8.4)、金属成份89％、以及Sn91.3%－Bi4.8%-Ag3.0% 、熔点205－210℃。

3.4锡膏的储存与使用

1．锡膏的储存

焊膏是一种贵重耗材，保管不当会造成很大的浪费。存放的温度和时间长短是要时刻注意，避免错误的存放温度或存放时间过长而性能变坏，为锡膏的储存方法。

1）焊膏需以密闭状态存放在恒温恒湿的冰箱里，如图3-9所示，保存温度为2-10℃，最佳为4-8℃，决不可冷冻保存，否则会造成焊剂的沉淀或结晶，影响使用效果。水溶性焊膏一般冷藏寿命为3—6个月，免清洗焊膏为6个月到1年（注：新进锡膏在放冰箱之前贴好状态标签、注明日期并填写锡膏进出管制表）。

2）焊锡膏启封后，放置时间不得超过24小时。

3）生产结束或因故停止印刷时，钢网板上剩余锡膏放置时间不得超过1小时。

4）停止印刷不再使用时，应将剩余锡膏单独用干净瓶装、密封、冷藏，剩余锡膏只能连续用一次，再剩余时则作报废处理。

2．锡膏的使用

（1）使用原则：先进先出，新旧锡膏混合比例至少1：1（新锡膏占比例较大为好，且为同型号同批次），使用锡膏一定要优先使用回收锡膏并且只能用一次，再剩余的做报废处理。

（2）回温：将原装锡膏瓶从冰箱取出后，在SMT标准室温22℃~28℃时放置时间不得少于4小时以充分回温到室内温度，并在锡膏瓶上的状态标签纸上写明解冻时间，同时填好锡膏进出管制表。

（3）搅拌：

手工：用扁铲按同一方向搅拌5~10分钟，以合金粉与焊剂搅拌均匀为准；

自动搅拌机：若搅拌机速为1200转/分钟，则需搅拌2~3分钟，以搅拌均匀为准且在使用时仍需用手动按同一方向搅动1分钟。

（4）使用环境：温湿度范围：22℃~28℃；45%~75%。

（5）使用投入量：半自动印刷机、印刷时钢网上锡膏成滚动状，直径为1~2cm即可。

3.5 红胶(贴片胶)

贴片胶又称作胶黏剂、红胶，如图3-3，是表面组装中的黏连材料，在采用波峰焊工艺时，必须先用贴片胶把元器件贴装预固定在PCB板上。在PCB双面组装SMD时，即使采用回流焊接，也常在PCB焊盘图形中央涂敷贴片胶，以便加强SMD的固定，防止回流焊接时SMD的移位和掉落。

3.5.1.贴片胶的成份和作用

贴片胶又称红胶，其作用是在电子组装过程中把元器件暂时固定在PCB板上：

在混合组装工艺中元器件分布于PCB的两面，一般采用在贴装元件的一面点胶（或刮胶）、贴片、固化然后翻面、插件、过波峰焊。这种工艺是用贴片胶把表面贴装元件暂时固定在PCB的焊盘位置上，防止在传递过程中或插装元器件、波峰焊等工序中元件掉落。

对于双面表面贴装工艺，焊料的表面张力足够保持底边的CHIP元件在再流焊时不掉，但是，当大的元件在底部通过再流焊时，焊料的表面张力不足以保持元件不掉，这种类型的元件也需要施加贴片胶。

贴片胶通常由粘接材料、固化剂、填料以及其他添加剂组成:

粘接材料，一般采用环氧树脂、丙烯酸树脂、改性环氧树脂和聚氨脂等作为粘接材料，其中环氧树脂用途最为广泛，其次为丙烯酸树脂。

固化剂的作用是使粘接材料以一定的温度在一定的时间内进行固化，填料的加入改善了贴片胶的某些特性，如电绝缘性能和高温性能得到增强。

贴片胶中除粘接材料、固化剂、填料外还需有其它添加剂来实现不同的目的，常用的添加剂有颜料、润湿剂和阻燃剂。