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锡膏制造基础讲座之一 合金焊粉

                                                 锡膏制造基础讲座之一     合金焊粉

      合金焊粉是构成锡膏的主要成分之一,合金焊粉是指由不同种合金成分按照一定的比例熔融后经过雾化、离心以及超声波等方法研制而成的金属合金颗粒粉末。金属合金粉末在锡膏的组成比重中占有90%左右的质量比重。

      电子组装焊料是一种低温软钎焊料,是通过其自身吸热熔化和凝固将两种或多种金属母材实现机械和电气联接的一种材料。 在电子组装中,传统使用的软钎焊的焊料主要是指锡(Sn)铅(Pb)合金,后来渐渐发展到含金、银、铜、铟,铋,锑,镓,钴,镍,锗等金属合金成分。

 

1,常用合金焊粉的种类

 

(1)各国主流无铅銲锡合金:

 美国NEMI:Sn-3.9Ag-0.6Cu (SAC396)

 日本JEIDA:Sn-3.0Ag-0.5Cu (SAC305)

 欧  盟EU :Sn-3.8Ag-0.7Cu (SAC387)

(2)锡膏行业常用合金焊粉(仅供参考,更多合金请咨询深圳市福英达公司销售部

 

低温应用:           Sn43/Pb43/Bi14                      

                          Sn42/Bi58

中    温:           Sn63 /Pb37

高温、无铅、高张力:

                          Sn96/Ag4

                         Sn95/Sb5

                         Sn96.5/Ag3.0/Cu0.5

                         Sn95.5/Ag3.8/Cu0.7

高温、高张力:

                         Sn10/Pb90

                        Sn10/Pb88/Ag2

                        Sn5/Pb93.5/Ag1.5

 

2,常用生产合金焊粉方法

 

(1)气体雾化法

(2)离心雾化法

(3)超声法

       目前主流制造焊粉采用的是离心雾化法,例如美国阿尔法,日本千住,日本koki,日本田村等采用的就是这种方法;德国贺利氏以及法国IPS等采用的是超声法。

采用离心雾化方法的优点主要有:

①适合于细微颗粒的生产

②能够有效的控制锡粉颗粒表面的氧化层厚度

③可使锡粉颗粒的氧化物含量保持较低状态

 

 

3,合金焊粉的生产设备(离心雾化法)

 



4,合金焊粉生产关键点

(1)合金颗粒直径的分布直接影响锡膏的流变性及印刷性能 .例如锡膏的滚动性﹑脱模性能以及锡膏的倒塌阻抗等等﹒对于不同的fine pitch元件来说﹐选择合适的颗粒直径的锡膏尤为重要。

 

(2)其次﹐合金氧化物的含量应该控制在尽可能低的水平。为了减少氧化物的含量﹐合金颗粒直径在20μm以下所占的比例应该保持在尽可能低的水平﹒这是因为这样能够使合金颗粒的表面积相对减少﹐从而可减少了氧化物的含量。反之﹐如果氧化物的含量保持较高的水平﹐其结果是在REFLOW阶段导致锡球的产生。


5,合金焊粉的要求

   ①合金配比稳定一致

   ②尺寸分布稳定一致

    ③锡粉外形稳定一致(一般为球形)

    ④氧化程度低(表面污染程度低)


 
 


6,使用较细合金焊粉(Type 4,Type 5,Type 6)优缺点

(1)优点

     提高细间距焊盘的印刷性能

     提高耐坍塌性能

     提高湿强度

     增加润湿/活化面积

(2)局限

     锡粉颗粒被氧化的几率增加

     锡珠缺陷的发生几率增加

7,合金焊锡粉粒径选择和筛选

 

Type

不得大于

最多1 wt%大于

至少80 wt%介于

最多10 wt%小于

1

160

150

150-75

20

2

80

75

75-45

20

3

50

45

45-25

20

Type

不得大于

最多1 wt%大于

至少90 wt%介于

最多10 wt%小于

4

40

38

38-20

20

5

30

25

25-15

15

6

20

15

15-5

5

 

 

 

 

 

 


   

 8,常见焊锡粉的合金相关参数介绍

项目

合金

SnPb系列锡膏

Sn-Ag-Cu系列锡膏

Sn-Zn-Bi系列锡膏

Sn-Bi系列低温锡膏

熔点

183℃

217-219℃

187-197℃

138℃

扩散性

尚可

尚可

吃锡性

尚可

尚可

结合强度

尚可

尚可

表面张力

光泽度

光亮

呈现雾状

呈现雾状

呈现雾状

推拉强度

单价成本










   


       9,  筛选方法

 规格

使用筛网目数

颗粒尺寸

参照标准

2#

-200/+325目
-200/+325 mesh

>75 um            45-75 um
max 1wt%       <45 um="" br="">                         max 5.0wt%

J-STD-005

2.3#

230/+400目
-230/+400 mesh

>63um            38-63 um
max 1wt%       <38 um="" br="">                         max 5.0wt%

J-STD-005

3#

320/+500目
-320/+500 mesh

>45 um            25-45 um
max 1wt%       <25 um="" br="">                      max 10wt%

J-STD-005

4#

200/+325目
-200/+325 mesh

>38um            20-38 um
max 1wt%       <20 um="" br="">                         max 5.0wt%

J-STD-005

5#

-400/+500目
-400/+500 mesh

>25 um            15-25 um
max 1wt%       <15 um="" br="">                         max 5.0wt%

J-STD-005


10,工业上筛选锡基钎料常用合金钎料筛网形态 

 


11,普通合金焊锡粉含氧量(深圳市福英达工业技术有限公司产品标准)

 

规格

颗粒尺寸

含氧量(ppm)

2#

45-75um

<60< span="">

2.3#

38-63um

<70< span="">

3#

25-45um

<90< span="">

4#

20-38um

<120< span="">

5#

15-25um

<150< span="">

6#

5-15um

<350< span="">

7#

2-11um

<350< span="">

8#

2-7um

<350< span="">

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