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  • 行業新聞

    各金屬元素在錫膏中的作用

    一般來說,錫膏的配方不同、工藝不同、種類也不一樣。常見的錫膏有低溫錫膏、中溫錫膏和高溫錫膏等。那么很多人疑惑的是:低溫、中溫、高溫錫膏三者有什么不同?怎么區分呢?

      低溫錫膏

      低溫錫膏熔點為138℃的錫膏被稱為低溫錫膏,當貼片的元器件無法承受200℃及以上的溫度且需要貼片回流工藝時,使用低溫錫膏進行焊接工藝。起了保護不能承受高溫回流焊焊接原件和PCB,很受LED的歡迎,它的合金成分是錫鉍合金。低溫錫膏的回流焊接峰值溫度在170-200℃。

      中溫錫膏

      中溫錫膏為SMT無鉛制程用焊錫膏。其合金成份為Sn/Ag/Bi,錫粉顆粒度介于25~45um之間,熔點172度。中溫錫膏的特點主要是使用進口特制松香,黏附力好,可以有效防止塌落,回焊后殘余物量少,且透明,不妨礙ICT測試。

      高溫錫膏

      高溫錫膏一般是錫,銀,銅等金屬元素組成,高溫錫膏的熔點210-227攝氏度。LED還是推薦使用高溫無鉛的錫膏,可靠性比較高,不易脫焊裂開。

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    1、銻

    添加銻以增加強度,而不影響潤濕性。防止錫蟲。應避免使用鋅,鎘或鍍鋅金屬,因為這些會導致焊點脆。

    2、鉍

    鉍可顯著降低熔點并改善潤濕性。在有足夠的鉛和錫的情況下,鉍會形成熔點僅為95℃的Sn16Pb32Bi52晶體,這些晶體沿著晶界擴散,并可能在較低溫度下會引起焊點的故障。因此,當用含鉍焊料進行焊接時,預先鍍有鉛合金的大功率部件在負載下脫硫。這種焊點也容易開裂。具有超過47%Bi的合金在冷卻時膨脹,其可以用于抵消熱膨脹失配應力。阻止錫晶須的生長。不過價格相對昂貴,可用性有限。

    3、銅

    銅可降低熔點,提高耐熱循環疲勞性能,并改善熔融焊料的潤濕性能。它也降低了銅從板上的溶解速度,并使液體焊料中的部分引線減慢,形成金屬化合物??纱龠M錫晶須的生長??梢允褂茫s1%)銅在錫中的溶液來抑制BGA芯片的薄膜凸起下金屬化的溶解,例如,作為Sn94Ag3Cu3。

    4、鎳

    可以將鎳添加到焊料合金中以形成過飽和溶液以抑制薄膜凸起下金屬化的溶解。

    5、銦

    銦可降低熔點并延長延展性。在鉛的存在下,它形成在114℃下發生相變的三元化合物。非常高的成本(幾倍的銀色),可用性低。容易氧化,這導致維修和重新制造的問題,特別是當不能使用氧化物除去助焊劑時。在GaAs芯片附著期間。銦合金主要用于低溫應用,并且用于將金溶解,比錫中少得多。銦還可以焊接許多非金屬(例如玻璃,云母,氧化鋁,氧化鎂,二氧化鈦,氧化鋯,瓷,磚,混凝土和大理石)。銦基焊料易于腐蝕,特別是在存在氯離子時。

    6、鉛

    鉛是廉價的,具有合適的性能。比錫更潤濕。不過具有有毒性,在一些國家已被淘汰??勺柚瑰a須的生長,抑制錫害蟲。降低銅和其他金屬在錫中的溶解度。

    7、銀

    銀提供機械強度,但延展性比鉛更差。在沒有鉛的情況下,它可以提高熱循環對疲勞的抵抗力。使用具有HASL-SnPb涂層引線的SnAg焊料熔點為179℃,向錫中添加銀可顯著降低銀涂層在錫相中的溶解度。在共晶錫 - 銀(3.5%Ag)合金中,它傾向于形成Ag3Sn的血小板,如果在高應力點附近形成,則可以作為裂紋的起始位置;需要將銀含量保持在3%以下以抑制這些問題。

    8、錫

    錫是通常是錫膏中基本的成分。它具有良好的強度和潤濕性。不過本身就容易出現錫害,錫哭,以及錫晶須的生長。容易溶解銀、金以及其它金屬,例如,銅對于具有較高熔點和回流溫度的錫合金來說,這是一個特別的問題。

    9、鋅

    鋅可降低熔點,成本低廉。然而,它在空氣中非常易于腐蝕和氧化,因此含鋅合金不適合于某些焊接,例如,含鋅錫膏的保質期比無鋅的要短??梢孕纬膳c銅接觸的脆性Cu-Zn金屬間化合物層。

    10、鍺

    錫類無鉛焊料中的鍺,可抑制氧化物的形成;低于0.002%會增加氧化物的形成。抑制氧化的最佳濃度為0.005%。

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