高活性无铅锡膏 高温焊接专用 焊点饱满低残留

针对高温焊接场景的高活性无铅锡膏，需从合金成分、助焊剂性能、工艺适配性及可靠性等维度综合考量。

基于行业标准与前沿技术的解决方案：

核心材料体系与性能突破；

 1. 合金成分选择

 SAC305（Sn96.5Ag3.0Cu0.5）：

熔点217℃，抗拉强度达34MPa（150℃老化后），导热系数55W/m·K ，是高温焊接的主流选择。

其Ag3.0%的含量显著提升焊点抗振动与耐高温老化能力，满足汽车电子（如BMS板）在-40℃~125℃极端环境下的可靠性需求。

典型应用 ：特斯拉4680电池组焊接中，SAC305通过20G/2000h振动测试，焊点强度衰减＜5% 。

高银合金优化：

如SAC405（Sn95.5Ag4.0Cu0.5），在150℃长期运行下焊点强度保持率＞90%，适用于工业变频器、电机控制器等高功率场景。

2. 助焊剂配方创新

 高活性体系：

采用RA（高活性）或RSA（超高活性）等级助焊剂，通过复合有机酸（如己二酸+癸二酸）与表面活性剂协同作用，可在220℃以上快速去除铜、镍等金属表面氧化层，润湿时间≤0.9秒，润湿力≥4.4mN。

工艺优势 ：在OSP、ENIG等复杂表面处理基板上，可实现0.4mm间距QFN侧面爬锡高度＞50%，BGA空洞率≤3%（IPC-7095 Class 3标准） 。

低残留设计：

免清洗型助焊剂固含量≤5%，离子污染度＜1.5μg/cm²，表面绝缘电阻（SIR）＞10¹⁰Ω（85℃/85%RH 1000小时后） 。

例如，高可靠免清洗锡膏焊接后残留物透明无污染，底座金属不变色，不影响LED发光效果 。

工艺适配性与参数优化；

1. 回流焊温度曲线

 预热阶段：

升温速率≤3℃/s，温度范围150-180℃，时间60-120秒，确保溶剂充分挥发并减少热冲击 。

恒温浸润阶段：

温度180-200℃，时间60-90秒，激活助焊剂去除氧化层，同时使PCB各区域温度均匀性≤±5℃ 。

回流峰值阶段：

峰值温度245-265℃（SAC305），液态以上时间（TAL）30-60秒。过高温度（＞260℃）会导致IMC层过厚（＞5μm），降低焊点韧性；过低温度（＜230℃）则可能造成虚焊 。

2. 印刷与储存工艺

粘度控制：

钢网印刷选择300-800 Pa·s粘度范围，细间距（0.3mm以下）建议使用500-600 Pa·s高粘度锡膏，防止塌陷；点胶工艺适配100-300 Pa·s低粘度产品 。

储存条件：

0-10℃冷藏，保质期6个月；开封后需回温2-4小时，搅拌均匀后使用，避免水汽凝结影响活性 。

可靠性验证与行业认证；

1. 关键性能指标

 焊点强度：

常温剪切强度≥40MPa（SAC305），经1000次-40℃~125℃高低温循环后强度衰减≤10% 。

抗腐蚀性能：

通过铜片腐蚀测试（IPC-TM-650 2.6.15），无锈蚀；盐雾环境下失效时间＞500小时（添加缓蚀剂配方）。

空洞率控制：

氮气回流下BGA焊点空洞率≤1%，满足5G基站射频模块等高端场景需求 。

 2. 权威认证

 环保合规：

符合RoHS 2.0（铅≤1000ppm）、REACH（SVHC物质管控）及中国RoHS 3.0标准。

行业标准：

适配IPC-A-610 Class 3（最高可靠性等级）、IPC-J-STD-001焊接工艺要求，通过AEC-Q102汽车电子认证。

典型应用场景与案例；

 1. 汽车电子

 电池管理系统（BMS）：

某车企采用SAC405+稀土元素锡膏，在-40℃~125℃循环500次后无开裂，BMS板失效概率从0.8%降至0.05%。

 ADAS传感器：

高银锡膏（Ag4.0%）焊接的激光雷达模块，在150℃高温下工作1000小时后，信号传输衰减＜3%。

 2. 工业控制

 IGBT模块封装：

使用Type 5粗锡粉（5-15μm）的SAC305锡膏，焊点厚度达1mm，电流承载能力从100A提升至250A，模块工作温度降低30℃。

 3. 通信设备

 5G基站射频单元：

免清洗锡膏（如Alpha CVP-390）实现0.2mm间距BGA焊接，跌落测试通过1.5m高度，良率达99.9% 。

成本优化与工艺建议；

 1. 材料替代方案：

低银合金（如SAC0307）可降低成本15%-20%，同时保持90%以上的SAC305性能，适用于消费电子等成本敏感领域 。

2. 设备兼容性：

现有回流焊设备只需调整温度曲线（如将峰值温度从235℃提升至250℃），即可适配高温无铅锡膏，无需大规模投资 。

3. 残留管理：

若需进一步降低残留，可选择半水洗型锡膏（如Tamura LF-204-GD13S），通过半水基清洗剂去除残留物，满足医疗设备等超高洁净度要求 。

未来技术趋势；

 1. 纳米增强材料：

添加0.05%纳米镍颗粒可提升焊点剪切强度至50MPa，冷热循环500次电阻变化率＜2%。

2. 低温高可靠性锡膏：

SnBiAg合金（熔点195℃）通过配方优化，在-30℃环境下电阻率降低30%，适用于柔性PCB与热敏元件焊接 。

3. 环保工艺升级：

生物基助焊剂（如柠檬酸替代传统有机酸）已进入量产阶段，VOC排放减少50%，符合欧盟绿色新政要求。

高活性无铅锡膏的核心竞争力在于材料配方、工艺窗口与可靠性的平衡。选择SAC305/SAC405合金、RA级助焊剂及免清洗残留设计，可满足高温焊接场景下的焊点饱满度、低残留及长期稳定性需求。

结合行业认证与应用案例，建议优先验证材料的高温老化性能与基板兼容性，通过工艺参数优化实现良率提升。