锡膏入门：必懂的基础常识与应用要点

基础常识：从组成到分类的核心认知

 1. 锡膏的本质与组成

 锡膏是电子焊接的核心材料，由金属合金粉末（占85%-90%）和助焊剂（占10%-15%）混合而成。

 金属合金粉末：决定焊接性能，常见类型包括：

有铅合金：如Sn63Pb37（熔点183℃），适用于低成本、易焊接场景。

无铅合金：如SAC305（Sn96.5Ag3Cu，熔点217-220℃），符合环保法规，高温可靠性强。

特殊合金：如含铋（Bi）的低温合金（熔点170-180℃），用于热敏元件焊接 。

助焊剂：由溶剂、活性剂、树脂等组成，作用包括：

去除氧化层：通过化学反应清洁焊盘和元件引脚表面。

降低表面张力：增强锡膏的润湿性和流动性。

保护焊点：防止高温下二次氧化。

 2. 关键参数与物理特性

 粘度：

衡量锡膏流动性的指标，单位为Pa·s。高粘度锡膏（如100-200 Pa·s）适合高密度印刷，防止塌落；低粘度锡膏（如50-100 Pa·s）适用于细间距元件。

粘度受温度影响显著，需在恒温环境（25±3℃）下使用 。

颗粒大小：

按IPC标准分为T2-T10等级，颗粒越小（如T6：5-15μm），适用于微间距封装（如01005元件或μBGA）。

选择时需遵循“五球原则”：钢网开孔宽度至少容纳5个颗粒，例如80μm开孔需用T6锡膏（5×1=75μm） 。

活性（Activity）：

助焊剂的清洁能力，分为高活性（适合氧化严重的表面）和低活性（免清洗型，减少残留）。

 3. 分类与环保法规

按合金成分：有铅、无铅、低温、高温锡膏。

按助焊剂类型：免清洗型（残留少，无需清洗）、水溶型（需水洗）、松香基（需溶剂清洗）。

环保限制：有铅锡膏被RoHS等法规限制用于民用电子，仅在维修、工业设备等场景使用；无铅锡膏为强制标准。

 应用要点：从储存到焊接的全流程指南

 1. 储存与回温管理

储存条件：未开封锡膏需在2-10℃冷藏，避免冷冻。

保质期通常为6-12个月，需按“先进先出”原则管理。

回温要求：从冰箱取出后需在室温下静置4-6小时，使温度均匀回升至25℃左右，避免冷凝水混入导致锡珠缺陷。

开封后处理：开封后需在5天内用完，未用完的锡膏需密封冷藏并标记开封时间，禁止与新锡膏混合。

2. 印刷工艺关键参数

 钢网设计：

厚度：0.1-0.15mm适用于0402元件，0.08-0.1mm适用于0201元件。

开孔形状：方形或圆形，需与焊盘匹配，避免锡膏塌陷 。

印刷机参数：

刮刀压力：5-10N/cm，压力不足会导致锡膏残留，过大则可能损坏钢网。

刮刀速度：10-20mm/s，速度过快易造成锡膏填充不充分。

脱模速度：0.3-3mm/s，慢速脱模可减少锡膏拉尖或桥接 。

印刷后处理：印刷后的PCB需在1小时内完成贴片和回流焊，避免锡膏干燥或氧化。

 3. 回流焊温度曲线设置

 以无铅锡膏SAC305为例，典型温度曲线分为四阶段：

 1. 预热区（室温→150℃）：

时间：60-90秒，升温速率1-3℃/秒。

作用：挥发溶剂，激活助焊剂，平衡元件温差。

2. 恒温区（150-200℃）：

时间：60-120秒，速率0.3-0.8℃/秒。

作用：彻底清除氧化层，确保焊料均匀熔融。

3. 回流区（217-245℃）：

峰值温度：230-245℃，高温时间（＞217℃）30-70秒。

作用：锡膏完全熔融，形成金属间化合物（IMC）焊点。

 冷却区（245℃→室温）：

速率：2-6℃/秒，快速冷却可细化晶粒，提升焊点强度。

 4. 常见缺陷与解决策略

锡珠（Solder Balling）：

原因：预热不足、溶剂残留、颗粒过细。

解决：延长预热时间，使用干燥PCB，选择合适颗粒度锡膏。

桥接（Bridging）：

原因：锡膏量过多、钢网开孔过大、刮刀压力不均。

解决：调整钢网厚度，优化刮刀参数，检查元件间距 。

空洞（Voiding）：

原因：助焊剂活性不足、焊盘设计不合理。

解决：选择高活性助焊剂，优化焊盘形状（如增加排气孔）。

进阶应用：场景化选择与新兴趋势

 1. 行业差异化需求

 消费电子：优先选择无铅免清洗锡膏（如SAC305），兼顾环保与焊接效率。

汽车电子：需高温可靠性，推荐含银或镍的合金（如Sn95.5Ag3.8Cu0.7），并通过AEC-Q200认证。

医疗电子：要求极低离子残留，需使用水溶型助焊剂并严格清洗。

 2. 新兴技术与材料

 低温焊料：如Sn-Bi合金（熔点138℃），用于5G基站等对热敏感的高速元件焊接。

高可靠性焊料：添加硼（B）或锑（Sb）的合金，可抑制界面缺陷，提升焊点抗冲击性能。

超微锡膏：T6-T10级颗粒（5-15μm），适配01005元件和Flip Chip封装，需搭配高精度印刷机 。

安全与环保：合规操作的底线

1. 健康防护：

避免皮肤直接接触锡膏，佩戴手套和护目镜，防止助焊剂刺激。

焊接时确保通风良好，减少吸入锡烟。

2. 环保合规：

无铅锡膏需符合RoHS、REACH等法规，有铅锡膏仅限特定场景使用。

废锡膏和清洗废液需分类回收，交由专业机构处理。

 从理论到实践的核心要点；

 基础认知：掌握锡膏的组成、分类、参数，明确有铅/无铅的应用边界。

工艺控制：严格执行储存、回温、印刷参数，确保锡膏性能稳定。

问题解决：系统性分析焊接缺陷，结合材料特性和设备参数优化工艺。

趋势跟进：关注低温化、高可靠性、微间距焊接的技术发展，适应行业升级需求。

通过以上知识体系，新手可快速建立锡膏应用的全局观，并在实际操作中逐步积累经验，提升焊接质量与效率。