激光锡膏中助焊膏的性能主要由其化学成分决定,包括活性剂、溶剂、树脂和添加剂四大类。若助焊膏的成分发生变动(如类型、比例或纯度变化),会对焊接工艺和焊点质量产生显著影响。以下从各组分变化的角度具体分析:
1. 活性剂(Activator)的变化
活性剂是助焊膏的核心功能成分,负责去除金属氧化物并降低表面张力:
- 类型变化:
- 有机酸类(如乳酸、柠檬酸):温和的去氧化能力,适合精密电子(如SMT贴片)。若替换为强酸(如盐酸衍生物),可能腐蚀PCB或元件引脚。
- 卤素类(如RMA/RSA助焊膏):高效活性但残留物多,可能引起电迁移(EMI)或腐蚀问题;若改用无卤素活性剂(如咪唑类),需提高焊接温度以确保润湿性。
- 浓度变化:
- 活性剂过少 → 润湿不足,导致“立碑”(Bump Standoff)或虚焊。
- 活性剂过多 → 残留物过多,影响绝缘性或导电性。
2. 溶剂(Solvent)的变化
溶剂控制助焊膏的粘度和挥发性:
- 挥发速度:
- 快速挥发(如丙酮类)→ 易导致印刷时“塌陷”(Printing Collapse)或贴片时“飞溅”。
- 挥发过慢(如高沸点酯类)→ 焊接时溶剂无法及时排出,可能形成气泡或“白霜”(White Residue)。
- 溶解能力:
- 若溶剂无法溶解树脂或活性剂,会导致助焊膏分层或沉淀,影响印刷均匀性。
*3. 树脂(Resin)的变化
树脂在固化后形成保护层并影响机械性能:
-*类型差异:
- 天然松香:成本低但脆性大,高温下易氧化,残留物可能发黄。
-*合成树脂(如环氧树脂):耐高温、绝缘性好,但成本较高,可能影响RoHS合规性。
- 交联密度:
- 高交联树脂 → 提高绝缘性和机械强度,但可能使残留物变硬,难以修复焊点。
- 低交联树脂 → 残留物柔软,但长期可靠性差(如易受湿度影响)。
4. 添加剂(Additive)的变化
添加剂用于优化特定性能:
- 抗氧化剂:减少焊点氧化(如Sn晶须抑制)。若缺失或失效 → 锡膏易氧化,导致焊接失败。
- 流变改性剂:调节助焊膏粘度(如触变剂)。若添加不当 → 印刷时粘度过低(拉丝)或过高(无法填满模板)。
五、典型失效案例
案例1:活性剂替换为无卤素类型
- 现象:低温焊接时润湿性不足,焊点呈球状(Balling)。
- 原因:无卤素活性剂的活化温度较高,未匹配低温工艺(如SAC305需配合高活性助焊剂)。
- 解决:提高预热温度
案例2:溶剂挥发速度过快
-*现象:BGA封装底部出现“空洞”(Cavity Formation)。
- 原因:溶剂快速挥发导致液态锡无法充分填充焊盘,气体滞留形成缺陷。
- 解决:调整溶剂比例或采用阶梯焊接(两段回流焊)。
六、总结
助焊膏成分的变化直接影响以下关键指标:
| 成分 | 变化方向 | 典型影响 |
|------------|-------------------- -|--------------------------|
| 活性剂 | 类型/浓度 | 润湿性、残留物、腐蚀性 |
| 溶剂 | 挥发速度/溶解能力 | 印刷稳定性、焊接缺陷 |
| 树脂 | 类型/交联密度 | 绝缘性、机械强度、长期可靠性 |
| 添加剂 | 抗氧化/流变改性 | 氧化抑制、工艺适应性 |
实际应用建议:
1. 更换助焊膏时需进行全流程验证(印刷、贴片、焊接、可靠性测试)。
2. 优先选择多组分协同设计的助焊膏(如松香树脂+有机酸+卤素活性剂平衡)。
3. 对于无铅工艺(如SAC305),需搭配高活化助焊膏以补偿润湿性不足。

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