详解锡粉粒度与成分分析

锡粉粒度是指锡粉颗粒的大小及分布状态，是影响锡膏印刷精度、焊接可靠性的核心物理指标。

1. 核心评价指标

D系列粒径（关键）：行业通用“累计分布百分比”描述，反映颗粒整体大小和分布宽度。

D10：10%的颗粒小于该粒径（反映细粉占比，过小易团聚堵网）。

D50（中位径）：50%的颗粒小于该粒径（核心指标，直接决定粒度等级，如“2.0级”对应D50≈20μm）。

D90：90%的颗粒小于该粒径（反映粗粉占比，过大易导致印刷缺角、焊点空洞）。

粒度分布宽度（Span）：计算公式为 (D90-D10)/D50 ，值越小分布越均匀（通常要求≤1.2）。

分布均匀的锡粉能让锡膏粘度更稳定，印刷后锡量一致性更高。

 2. 对锡膏性能的关键影响

粒度类型 特点（以D50为参考） 印刷适应性 焊接效果 适用场景 

细粉 D50≈10-20μm 高精度（01005元件、细间距QFP），但易堵网 焊点光滑、一致性好，但易氧化产生锡珠 消费电子、精密PCB 

中粉 D50≈20-30μm 通用性强，兼顾精度与抗堵网性 平衡型，空洞率低 常规SMT量产（0402元件、普通IC） 

粗粉 D50≈30-50μm 抗堵网，适合大网孔印刷 焊点强度高，但表面平整度差 功率器件、连接器等大焊点 

 3. 主流分析方法

 激光衍射法（首选）：通过激光照射颗粒群，根据散射光分布计算粒径，优点是快速、精准、可测全分布（检测范围0.1-1000μm，符合IPC-TM-650标准）。

筛分法（辅助）：用标准筛网过滤，仅能测粗粉含量（如D90是否超标），适合现场快速验证。

锡粉成分分析：决定焊点的“力学与可靠性”

锡粉成分包括合金主成分和微量杂质，直接决定焊点的熔点、强度、耐腐蚀性及环保合规性。

1. 合金主成分：按“环保与熔点”分类

有铅锡粉（逐步淘汰）

主流体系：Sn-Pb（锡铅合金），常见比例为Sn63/Pb37（共晶合金，熔点183℃，焊接流动性最佳）、Sn60/Pb40（熔点188℃，成本较低）。

特点：焊接窗口宽、润湿性好，但含铅（Pb）不符合RoHS环保标准，仅用于军工、航天等特殊领域。

无铅锡粉（主流）

核心体系：Sn-Ag-Cu（SAC）（锡银铜合金），是RoHS合规的首选，不同比例对应不同性能：

SAC305（Sn96.5/Ag3.0/Cu0.5）：通用型，熔点217-220℃，强度高、耐老化，适用于绝大多数消费电子。

SAC0307（Sn99.2/Ag0.3/Cu0.7）：低银成本型，熔点217℃，性价比高，适合对成本敏感的量产产品。

SAC405（Sn95.5/Ag4.0/Cu0.5）：高温高可靠性型，熔点220℃，抗蠕变性能优，用于汽车电子、工业控制。

其他体系：Sn-Bi（锡铋，低温熔点138℃，适合热敏元件）、Sn-Zn（锡锌，成本低但易氧化，需特殊助焊剂）。

 2. 微量杂质分析：严控“有害元素”

 杂质主要来自原料提纯或生产过程，过量会严重影响焊点可靠性，需符合IPC-A-610和RoHS 2.0标准，关键有害杂质及危害如下：

Pb（铅）：RoHS限制≤1000ppm，超标会导致焊点脆化，且不符合环保要求。

Fe（铁）、Cu（铜）：分别限制≤100ppm、≤500ppm，过量会形成硬脆金属间化合物（IMC），降低焊点抗疲劳性。

Cd（镉）、Hg（汞）：RoHS严格限制≤100ppm，属于剧毒元素，严禁超标。

Zn（锌）、Al（铝）：分别限制≤50ppm、≤10ppm，过量会破坏锡膏润湿性，导致“虚焊”。

3. 主流分析方法

电感耦合等离子体原子发射光谱（ICP-OES）：将锡粉溶解后，通过等离子体激发元素发光，精准检测杂质含量（检出限可达0.1ppm），是行业主流的全元素分析手段。

X射线荧光光谱（XRF）：无需溶解样品，通过X射线激发元素荧光，快速筛查主成分和有害元素

（如Pb、Cd），适合来料快速检验，但杂质检测精度略低于ICP-OES。