SMT的成功優化第3部分: 助焊劑化學

SMT的成功優化

第3部分:助焊劑化學

我們繼續討論有關範本印刷工藝的優化(參見第1部分，第2部分)，助焊劑化學的類型也起到重要的作用，尤其是水溶性與免洗類型。焊膏對我們暴露的環境很敏感。水溶性的化學從本質上講對溫度、濕度更加敏感，因為它們對以免洗的松香/樹脂為基礎的元件更加容易吸濕。敏感性顯著增加，因為超細範本印刷所需要的焊錫膏沉積物繼續降低小齒元件的尺寸。

助焊劑化學起到許多複雜的功能，包括:

化學上的功能:去除現存的表面氧化物

·      促進濕潤

·      轉移熱能

·      提供抗氧化物(在回流過程中控制再次氧化)

物理上的功能:

·      作為一種載體或才媒介

·      延緩焊錫粉末顆粒

·      提供粘著性，把持元件

·      允許焊錫膏滾動在範本上

·      保留縫隙的定型後印刷

·      在免洗配方裏，起到一種保護性的封裝後回流的作用

為了實施這些功能，助焊劑化學併入化學品的其他某些分類:溶劑，活性劑或活性劑包裝，流變學添加劑以及在某些免洗配方裏的松香/樹脂。有關助焊劑化學更深層次的資訊，請到這裏來。

為了討論有關SMT工藝的改善，我只著重討論松香/樹脂，或者沒有的話，(之後指松香)助焊劑化學的部分。從製造的數據看，在打開罐或筒之前，免洗的配方顯示出色的性能。以松香為基礎的配方提供:如果存放正確，未打開和冷藏的話，使用期更長;更長的範本壽命;各季節變換後性能更加一致;總體印刷性能更佳(參見如下);更加能夠把元件粘著在位置上;在回流工藝中能夠更好地阻擋焊接粉末的氧化。

圖 1. 範本印刷的結果。

作為一名技術支持的工程師，我已經經過許多次範本印刷的試驗。圖1確認我經歷的範本印刷結果，典型地比較免洗與水溶性印刷的性能。松香是粘性物質，可以增加粘著(外部吸引力，對其他表面的焊錫膏)以及粘著性(內吸引，對自身的焊錫膏)性能。和任何東西在一起，都需要一種平衡。但是，這裏的粘著可以幫助焊錫膏從範本的縫隙裏釋放出來，維持形狀並且防止“結塊”。焊錫膏的粘著性能由於沉積在PCB焊盤上而加強。焊錫膏粘著在焊盤上可以幫助焊膏沉積以從範本縫隙里拉出，因為PWB從範本上被降低。至於超細的範本印刷，這些力對於確保成功是至關重要的，因為供焊錫膏粘著的表面積很少。

圖 2. 水溶性，左; 免洗，右。

至於這一點，我相信許多人都認同我至今所說的觀點。但我接下來的話可能令人猝不及防:    我甚至認為在大多數情況下，免洗的焊錫膏回流的結果比水溶性配方的結果更好。尤其是超細的焊錫膏沉積，見圖2。

使用的材料是6號粉狀焊錫膏和6mil的模版縫隙與3mil厚的模版，使用高溫的浸漬曲線。這些條件代表回流環境最差的情景，但這表代一種比較免洗與水溶性焊膏的共同趨勢。圖片顯示水溶性焊錫膏產生一種看似冷的焊錫接接頭，實際上活性劑被用完了。抗氧化性極少，粉末顆粒被氧化，不能粘著，這種現象指接歧。在完全相同的回流曲線下，免洗的焊錫膏回流與粘著相當不錯。

松香比水溶性的元件抗氧化性的效果更好。開始的時候去除現存表面的氧化物更加有效，但水溶性的配方在回流工藝中也不能避免再次氧化。

在我們下次的討論中，我們會調查相同面積比的圓形與正方形縫隙之間的轉換效率差異。

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