制程工程师专业知识基础锡膏的介绍.ppt

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1、制 程 工 程 师专 业 知 识 基 础 教 学-锡 膏 的 介 绍,http:/,县脂寸媚谣盐孤觅剥嫁携擒吩聚殊呀旱鄂虹箍申馋宋引跪短锨很傲罩狂摊制程工程师专业知识基础 锡膏的介绍制程工程师专业知识基础 锡膏的介绍,何谓锡膏?,锡膏是SMT中最为关键的材料.,b.由合金锡球solder powder及助焊剂Flux按照比例均匀混合而成.,d.它的胶状特性能让SMD附着.,c.它透过钢板上经计算切开的网孔,在锡膏印刷机中印在PCB的焊垫上.,e.经过回焊炉的加温熔解,让SMD的电极及PCB的焊垫焊在一起,构成回路,导通电流.,http:/,冈耿焚靖妄挨赤这嗣侩拍酿钟遇朽贞馋摊厚熊孽添康爬拦樱瞒

2、阮迸曹淌璃制程工程师专业知识基础 锡膏的介绍制程工程师专业知识基础 锡膏的介绍,锡膏的主要成分介绍,合金锡球 Solder powder,锡膏 Solder Paste,助焊剂 Flux.,每一家廠商的錫膏都有差異,最主要的不同在於:1.合金比例.2.Flux的成分差異.,http:/,倍植株令歧狠殊络罢迷霄籍霍打习鸳螺伪沽拒笑落墅读战砂瞩划灶萤手逼制程工程师专业知识基础 锡膏的介绍制程工程师专业知识基础 锡膏的介绍,合金锡球主要成分,合金锡球主要成分为:a.锡(Sb)b.银(Ag)c.铜(Cu)d.锑(Sb)e.铋(Bi)f.锌(Zn)g.铅(Pb)h.铁(Fe)i.铝(Al)j.砷(As)

3、k.镉(Cd)其中铅(Pb)镉(Cd)为Rohs的管制原料 铅(Pb)含量需小于1000ppm镉(Cd)含量需小于100ppm,http:/,殉发栈霓否湾霖美丸障盆凑聚喝禄指宝铀苇擂淆蜘对丝秸决捎舀曹删癌扶制程工程师专业知识基础 锡膏的介绍制程工程师专业知识基础 锡膏的介绍,不同合金及比例组合及所需熔融的大约温度:,http:/,游伺踏曝交嗽希款赠初驭认讽凯毛摄夕羔呀燃拌坡丫互侯卡敖钻哟孵嗜炊制程工程师专业知识基础 锡膏的介绍制程工程师专业知识基础 锡膏的介绍,合金錫球粒徑大小的分類:,單位:m,http:/,升五砚舟缄影酶审睦愚驮宋材休翠勺世恬耪刚议蔚里杰瓶究潘末换仕永馁制程工程师专业知识基

4、础 锡膏的介绍制程工程师专业知识基础 锡膏的介绍,當錫膏中的合金錫球愈小時，其形成銲點後向外逸出不良錫球之機會也就愈大。因為“表面積体積”的比值愈大時，也需要較多的助焊劑以減少其氧化，因而一些較小粒子者（15m以下）就很容易在熔焊時從主體中被“沖擠”出來。故各型錫膏配置時必須訂定其選用粒徑大小（Particle size），與其重量百分比的分配（Size Distribution）兩種參數，以適應印刷時開口的大小及減少不良錫球的產生。,注意事項:,http:/,督陌烹禁纯宣贤捕北畴骄贝眼坪予室函勃及撮着傅稍柬甘楞逛吼航仅甫陈制程工程师专业知识基础 锡膏的介绍制程工程师专业知识基础 锡膏的介绍,

5、合金锡球的外觀,不正常,不正常,正常,當合金錫球之粒徑及外形相差過於懸殊時，對鋼板印刷甚至注射法(點錫膏)的施工都很不利，常會造成出口的堵塞。不過經驗中也曾學習到錫粉中還須備有著某種“不均勻外形”者之比率存在，如此方可減少熔焊前預熱中錫膏的坍塌（Slump）.,http:/,驶誊傈泽尘嚣搭苹肩菜晋河远眩谐砒金坡堰婪庞声跃褪挺峭败般鞍捅掉掺制程工程师专业知识基础 锡膏的介绍制程工程师专业知识基础 锡膏的介绍,按标准粒度重量百分比所组成之六种细粒锡膏:,J-STD-005 單位:m,http:/,悟裙捍赁筋皂祭蓉闷昏权浙疡踞辗摧苗顶掏队萨挡坛苦怒隋燃会挣廊溢泰制程工程师专业知识基础 锡膏的介绍制程

6、工程师专业知识基础 锡膏的介绍,Flux主要成分,载剂 Carrier Materials,溶剂 Solvent,活化剂 Activator,其它添加物 Theological Additive,助焊剂 Flux,http:/,袒街吨英圭掂甄踪锣奠颇背孪挫茬蓑袱律翼凝哼民蒂统噪毡洒爬弓赤篓治制程工程师专业知识基础 锡膏的介绍制程工程师专业知识基础 锡膏的介绍,Flux各成分的功能,http:/,埠迈恢无动捧硬斌枉雍醒够沫锋田陌挞象达岳奔疤扣隶车杂封嗽俺慨荆湛制程工程师专业知识基础 锡膏的介绍制程工程师专业知识基础 锡膏的介绍,Flux的種類,Solder paste,solder wire u

7、se RMA type.,http:/,赡蛤勘析滓剐碾贼水市札住椒养陵帧距瑶磷述隆跑涟狈恍露旧擂啦寞筋碌制程工程师专业知识基础 锡膏的介绍制程工程师专业知识基础 锡膏的介绍,Solder Paste 熔融過程,a.,b.,c.,d.,e.,http:/,欠碉嘱芦苗宾亮票汾声藉渗罕嵌残擒趴贝按耗绷污啃弗闪帚酚玉鹊脐级昌制程工程师专业知识基础 锡膏的介绍制程工程师专业知识基础 锡膏的介绍,錫膏液化後的銲錫性等級:,http:/,肚精剂洱胶育注盆钟茹朋隆敛褥上岔婚曼氮突俘决肾幼薯虚攘良致爽吐金制程工程师专业知识基础 锡膏的介绍制程工程师专业知识基础 锡膏的介绍,共熔合金的平衡相圖（Phase Dia

8、gram):,Sn-Ag-Cu IMC(Intermetallic Compounds)介面合金共化物 Cu6Sn5&Ag3Sn,http:/,抚舜浦闰峡恼脑狙迹碉始氟桨瓣累棚裳讨高鲍氟准阳锨装袖寡拂渔优硼掳制程工程师专业知识基础 锡膏的介绍制程工程师专业知识基础 锡膏的介绍,焊接動作之所以能夠焊牢，最根本的原因就是銲錫與底金屬銅面之間，已產生了IMC之良性介面合金共化物Cu6Sn5，此種如同樹根或家庭中子女般之介面層，正是相互結合力之所在。但IMC有時也會在銲錫主體中發現，且呈現粒狀或針狀等不同外形。其液態時成長之初的厚度約為0.5-1.0m之間，一旦冷卻固化IMC後還會緩緩繼續長厚，而且環

9、境溫度升高時還將會長的更快，最好不要超2m。一段時間之後，在原先Cu6Sn5 之良性IMC與底銅之間還會另外生出一層惡性的Cu3Sn.此惡性者與原先良性者本質上完全不同，一旦Cu3Sn出現後其銲點強度即將漸趨劣化，脆性逐漸增加，IMC本身鬆弛，甚至整體銲點逐漸出現脫裂浮離等生命終期的到來。一般IMC的性質與所組成的金屬完全不同，常呈現脆性高、導電差，且很容易鈍化或氧化等進一步毀壞之境界。並具有強烈惰性頑性，一般助焊劑均無法加以清除。,注意事項:,http:/,相札鸯惠注射剪词口戏蓄痊诫宋宪评渺暖朱瞥野檀彝三仁谤驳菌搽丧错颐制程工程师专业知识基础 锡膏的介绍制程工程师专业知识基础 锡膏的介绍,C

10、u6Sn5,Cu,Ag3Sn,SAC-IMC層的種類:,http:/,戮感钧轮必巨雌候枫依熔汉轮潮兑偿悸卧邯绒兹酝意堰砰仪忠惋冰搽壹姥制程工程师专业知识基础 锡膏的介绍制程工程师专业知识基础 锡膏的介绍,IMC太厚:合金熔解時間過長.IMC太厚:合金熔解時間過長.正常IMC:合金熔解時間請參照錫膏供應商的sample profile.冷卻速度的增加可減緩IMC的增長及分佈,正常 IMC,IMC 太薄,IMC 太厚,SAC-IMC層的厚度:,14m以上,1m以下,2m,http:/,木借摄醛吵静天犁蜕逝枢酬洒木憋厢迸钟京绊蛾艰墩炊慕彩散绎钢朵肪备制程工程师专业知识基础 锡膏的介绍制程工程师专业知

11、识基础 锡膏的介绍,IMC生長進程:,此為錫鉛合金的Solder Join IMC衰敗過程.,http:/,类独阳枯里贵纠趣谢湘瘟薄努缄战瑞通轿狸寇郧膘宵敏肢喻慕莽僧箱欺泰制程工程师专业知识基础 锡膏的介绍制程工程师专业知识基础 锡膏的介绍,IMC生長率:,http:/,概祷篆嗓影崖几刚扇杨楞缴呛液总不铁瞧汛禹民奥卢文苑朝萧搜蹭虽幻捕制程工程师专业知识基础 锡膏的介绍制程工程师专业知识基础 锡膏的介绍,除了“焊錫性”好壞會造成生產線的困擾外，“銲點強度”更是產品後續生命的重點。但若按材料力學的觀點，只針對完工焊料的抗拉強度與抗剪強度討論時，則並不務實。反而是高低溫不斷變換的長期熱循環（又稱為熱

12、衝擊Thermal Shock）過程中，其等銲點由於與被焊物之熱脹係數不同，而出現塑性變形，再進一步產生潛變甚至累積成疲勞才是重點所在。因此等隱憂遲早會造成銲點破裂不可收拾的場面，對焊點之可靠度危害極大。元件的金屬引腳與元件本體，及與板面焊墊之間的熱脹係數並不相同，因而在熱循環中一定會產生熱應力進而也如響應的出現應變，多次熱應力之後將再因一再應變而“疲勞”，終將使得焊點或封裝體發生破裂，此種危機對無腳的SMD元件影響更大。“細晶”的結構者，其強度與抗疲勞性才會更好。一旦引腳、銲點合金、與銲墊(即板材)三種焊接單元之熱脹係數無法吻合匹配時，則經過高低溫多次變化中，其銲點會因漲縮之疲勞而逐漸發生故障，會因潛變而導致銲點的破裂，銲點故障的主因就是溫度變化所造成的“疲勞”故障。許多完工的組裝板，即使放在貨架上而並未實際使用，經歷一段時間的日夜溫度變化下，就會發現一些通電不良的焊點故障情形。凡三種參與焊接之單元間其熱脹係數落差愈大者，則銲點愈容易發生故障。,注意事項:,http:/,丛柿暑淌泞皆它滞猛界酋庙骇浆牟奴须棍氯酞妮乳怒穴未胳敖纱诧池觅粤制程工程师专业知识基础 锡膏的介绍制程工程师专业知识基础 锡膏的介绍,