浅谈焊锡膏的沉积作用与锡焊的操作技术-东光县东发金属钎焊材料厂
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浅谈焊锡膏的沉积作用与锡焊的操作技术

2019-06-20 17:32:09

在焊锡膏已经沉积之后,丝网在刮板之后马上脱开(snapoff),回到原地。这个间隔或脱开距离是设备设计所定的,大约0.020“~0.040”。脱开距离与刮板压力是两个达到良好印刷品质的与设备有关的重要变量。如果没有脱开,这个过程叫接触(on-contact)印刷。当使用全金属模板和刮刀时,使用接触印刷。非接触(off-contact)印刷用于柔性的金属丝网。锡焊是利用低熔点的金属焊料加热熔化后,渗入并充填金属件连接处间隙的焊接方法。因焊料常为锡基合金,故名。常用烙铁作加热工具。广泛用于电子工业中。不是所有的材料都可以用锡焊实现连接的,只有一部分金属有较好可焊性(严格的说应该是可以锡焊的性质),才能用锡焊连接。一般铜及其合金,金,银,锌,镍等具有较好可焊性,而铝,不锈钢,铸铁等可焊性很差,一般需采用特别焊剂及方法才能锡焊。

在锡/银/铜系统中,锡与次要元素(银和铜)之间的冶金反应是决定应用温度、固化机制以及机械性能的主要因素。按照二元相位图,在这三个元素之间有三种可能的二元共晶反应。银与锡之间的一种反应在221°C形成锡基质相位的共晶结构和ε金属之间的化合相位(Ag3Sn)。铜与锡反应在227°C形成锡基质相位的共晶结构和η金属间的化合相位(Cu6Sn5)。银也可以与铜反应在779°C形成富银α相和富铜α相的共晶合金。可是,在现时的研究中1,对锡/银/铜三重化合物固化温度的测量,在779°C没有发现相位转变。这表示很可能银和铜在三重化合物中直接反应。而在温度动力学上较适于银或铜与锡反应,以形成Ag3Sn或Cu6Sn5金属间的化合物。因此,锡/银/铜三重反应可预料包括锡基质相位、ε金属之间的化合相位(Ag3Sn)和η金属间的化合相位(Cu6Sn5)。

锡焊作为一种操作技术,手工锡焊主要是通过实际训练才能掌握,但是遵循基本的原则,学习前人积累的经验,运用正确的方法,可以事半功倍地掌握操作技术。和双相的锡/银和锡/铜系统所确认的一样,相对较硬的Ag3Sn和Cu6Sn5粒子在锡基质的锡/银/铜三重合金中,可通过建立一个长期的内部应力,地合金。这些硬粒子也可地阻挡疲劳裂纹的蔓延。Ag3Sn和Cu6Sn5粒子的形成可分隔较细小的锡基质颗

焊锡膏的活性区,有时叫做干燥或浸湿区,这个区一般占加热通道的33~50%,有两个功用,一是,将PCB在相当稳定的温度下感温,允许不同质量的元件在温度上同质,减少它们的相当温差。二个功能是,允许助焊剂活性化,挥发性的物质从锡膏中挥发。一般普遍的活性温度范围是120~150°C,如果活性区的温度设定太高,助焊剂没有足够的时间活性化,温度曲线的斜率是一个向上递增的斜率。虽然有的锡膏制造商允许活性化期间一些温度的增加,但是理想的曲线要求相当平稳的温度,这样使得PCB的温度在活性区开始和结束时是相等的。市面上有的炉子不能维持平坦的活性温度曲线,选择能维持平坦的活性温度曲线的炉子,将提高可焊接性能,使用者有一个较大的处理窗口。

而回流区,有时叫做峰值区或后期升温区。这个区的作用是将PCB装配的温度从活性温度提高到所推荐的峰值温度。活性温度总是比合金的熔点温度低一点,而峰值温度总是在熔点上。典型的峰值温度范围是205~230°C,这个区的温度设定太高会使其温升斜率超过每秒2~5°C,或达到回流峰值温度比推荐的高。这种情况可能引起PCB的过分卷曲、脱层或烧损,并损害元件的完整性。粒。Ag3Sn和Cu6Sn5粒子越细小,越可以的分隔锡基质颗粒,结果是整体较细小的微组织。这有助于颗粒边界的滑动机制,因此延长了提升温度下的疲劳寿命。

在焊锡膏的印刷过程中,印刷机是达到所希望的印刷品质的关键。现在可购买到的丝印机分为两种主要类型:实验室与生产。每个类型有进一步的分类,因为每个公司希望从实验室与生产类型的印刷机不同的性能水平。例如,一个公司的研究与部门(R&D)使用实验室类型制作产品原型,而生产则会用另一种类型。还有,生产要求可能变化很大,取决于产量。因为激光切割设备是不可能分类的,可以是选择与所希望的应用相适应的丝印机。

在手工或半自动印刷机中,锡膏是手工地放在模板/丝网上,这时印刷刮板(squeegee)处于模板的另一端。在自动印刷机中,锡膏是自动分配的。在印刷过程中,印刷刮板向下压在模板上,使模板底面接触到电路板顶面。当刮板走过所腐蚀的整个图形区域长度时,焊锡膏通过模板/丝网上的开孔印刷到焊盘上。