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激光锡膏中助焊膏成分变化对锡膏性能的影响简析


​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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