3.1焊錫膏
焊錫膏是SMT工藝中不可缺少的焊接材料，它由合金焊料粉、糊狀焊劑和一些添加劑混合而成的膏狀體。常溫下，焊錫膏有一定的粘性，具有良好的觸變特性，可將電子元器件暫時(shí)固定在PCB的相應(yīng)位置上。在焊接溫度下，焊膏中的合金粉末熔融回流，液體焊料浸潤元器件的焊端與PCB焊盤，冷卻后元器件的焊端與PCB焊盤被焊料連接在一起，形成電氣和機(jī)械連結(jié)的焊點(diǎn)。
隨著回流焊接技術(shù)的普及和SMT組裝密度的不斷提高，焊錫膏已成為高度精細(xì)的電路組裝材料，在SMT組裝工藝中被廣泛應(yīng)用。
3.2焊膏的成分和作用
錫膏主要由合金焊料粉末和助焊劑組成，如表3-3所示，其中合金焊料粉末占總重量的88%---91%，助焊劑占9%---12%；體積比：合金焊粉50％、焊劑50％。
表3-3 焊錫膏的組成化學(xué)成分及作用
1 合金焊粉
焊料粉末是焊料合金熔化后，采用高壓惰性氣體噴霧或超聲法霧化，經(jīng)過網(wǎng)篩得到的不同粒度的粉末物質(zhì)。理想的合金粉末是粒度一致的球形顆粒，合金粉顆粒的大小、形狀、粒度、均勻度和表面氧化程度對于焊膏的粘性和印刷性能有著直接的影響。粒度愈小，粘度愈大，粒度過大，會使錫膏粘接性能變差，粒度太細(xì)，表面積增大，會使其表面含氧量增高，也不宜采用。球形焊料具有良好的性能，它們對焊膏性能的影響參考表3-5。
但實(shí)際形狀為球形或非球形，粉末長寬比不超過1.5。焊料粉末的粒度、形態(tài)等對錫膏的質(zhì)量有舉足輕重的影響，球形合金粉末的表面積小，氧化程度低，制成的焊膏粘度低，具有良好的印刷性能。
表3-5 合金焊料粉的形狀對焊膏性能的影響
錫粉的粒度大小用目數(shù)（MESH）來表示，目數(shù)是英制單位，指篩網(wǎng)每平方英寸面積上的網(wǎng)孔數(shù)量，如圖3-6和3-7 ，目數(shù)越大，說明篩網(wǎng)開孔數(shù)越多，相對的孔徑越小。焊料顆粒的尺寸一般為-200目/+325目，在有0.5mm腳間距的器件印刷錫膏時(shí)，焊料顆粒尺寸應(yīng)比常規(guī)小，可以選用顆粒尺寸是-325目+500目的焊膏，見表3-4。
表3-4
2 錫膏中的助焊劑
焊錫膏中的助焊劑（flux）主要成分有活化劑、觸變劑、基材樹脂和溶劑，主要有輔助熱傳導(dǎo)、去除氧化物、降低被焊接材質(zhì)表面張力、去除被焊接材質(zhì)表面油污、增大焊接面積、防止再氧化等幾個方面。助焊劑性能的優(yōu)劣，直接影響到SMT產(chǎn)品的質(zhì)量。助焊劑是錫粉的載體，其組成與通用助焊劑基本相同。為了改善印刷效果有時(shí)還需加入適量的溶劑，通過助焊劑中活性劑的作用，能清除被焊材料表面以及錫粉本身的氧化物，使焊料迅速擴(kuò)散并附著在被焊金屬表面，助焊劑的組成對錫膏的擴(kuò)展性、潤濕性、塌陷、粘度變化、清洗性和儲存壽命起決定性作用。
1．活化劑(ACTIVATION)：主要起到去除PCB板上的焊盤表面層及零度焊接部位的氧化物，同時(shí)降低合金表面張力，在焊劑中的重量比占0.2—1.0%。
2．觸變劑(THIXOTROPIC)：該成份主要是調(diào)節(jié)焊錫膏的粘度以及印刷性能，起到在印刷中防止出現(xiàn)拖尾、粘連等現(xiàn)象的作用；一般由溶劑、乳化石蠟等組成，作為增添劑或副溶劑，起著調(diào)解劑的作用，其中溶劑一般都是高熔點(diǎn)的溶劑。
3．樹脂（RESINS）：主要作用是去除氧化膜，形成保護(hù)膜防止焊接過程中合金粉進(jìn)一步氧化，另外在免清洗焊接中形成機(jī)械、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的膜，對焊接部位起到一定保護(hù)作用。基材樹脂主要有松香脂、合成樹脂等，常用基材樹脂占劑重量比為20---30%。
4．溶劑（SOLVENT）：溶劑可使金屬顆粒在錫膏中形成糊狀體，起到調(diào)節(jié)均勻性的作用，要求其不易吸濕，對焊膏壽命有一定影響。
具備性能
（1）助焊劑應(yīng)有適當(dāng)?shù)幕钚詼囟确秶Ｔ诤噶先刍伴_始起作用，在施焊過程中較好地發(fā)揮清除氧化膜、降低液態(tài)焊料表面張力的作用。焊劑的熔點(diǎn)應(yīng)低于焊料的熔點(diǎn)，但不易相差過大。
（2）助焊劑應(yīng)有良好的熱穩(wěn)定性，一般熱穩(wěn)定溫度不小于100℃。
(3）助焊劑的密度應(yīng)小于液態(tài)焊料的密度，能增加焊料的流動性，這樣助焊劑才能均勻地在被焊金屬表面鋪展，呈薄膜狀覆蓋在焊料和被焊金屬表面，有效地隔絕空氣，促進(jìn)焊料對母材的潤濕。
(4）助焊劑的殘留物不應(yīng)有腐蝕性且容易清洗；
(5）不應(yīng)析出有毒、有害氣體；要有符合電子工業(yè)規(guī)定的水溶性電阻和絕緣電阻；不吸潮，不產(chǎn)生霉菌；化學(xué)性能穩(wěn)定，易于貯藏。
助焊劑是錫粉的載體，本身具有高粘度，其組成與通用助焊劑基本相同。為了改善印刷效果有時(shí)還需加入適量的溶劑，通過助焊劑中活性劑的作用，能清除被焊材料表面以及錫粉本身的氧化物，使焊料迅速擴(kuò)散并附著在被焊金屬表面。助焊劑的組成對錫膏的擴(kuò)展性、潤濕性、塌陷、粘度變化、清洗性和儲存壽命起決定性作用，如表3-6所示：
表3-6各種焊劑的成分與作用
3.3焊錫膏的分類
1．按合金焊料熔點(diǎn)分
采用不同熔點(diǎn)的焊料可以制成不同熔點(diǎn)的焊錫膏。人們習(xí)慣上將Sn62/Sn63錫膏稱為中溫錫膏，低于它們?nèi)刍瘻囟鹊姆Q為低溫錫膏，如鉍基、銦基錫膏；高于它們?nèi)刍瘻囟鹊姆Q為高溫錫膏，如Sn96錫膏。它們的合金成分、熔化溫度以及用途見表3-7。
表3-7 焊錫膏熔點(diǎn)表
2.按焊劑活性分：RA 活性、松香型 消費(fèi)類電子產(chǎn)品
RMA 中等活性 SMT產(chǎn)品
NC 免清洗 SMT中大量采用。
3.按焊膏粘度分：700 Pa.s －1200 Pa.s 模板印刷
400 Pa.s －600 Pa.s 絲網(wǎng)印刷
350 Pa.s －450 Pa.s 分配器
4.按清洗方式：有機(jī)溶劑、水清洗、半水清晰、免清洗。
(1）松香型
松香型焊錫膏中的焊劑主要成分為松香，由于松香有優(yōu)良的助焊性能，焊后殘留物成膜性好，對焊點(diǎn)有保護(hù)作用；松香第二個作用是增加焊膏的粘接力，使貼裝的元件不產(chǎn)生位移；第三個作用是和松香和其他成分混合，起到調(diào)節(jié)粘度的作用，使金屬粉末不沉淀、不分層。
(2）水溶型
水溶型焊錫膏的焊劑主要成分為有機(jī)的水溶性物質(zhì)，焊后可水清洗，有利于環(huán)保，但由于無松香，焊膏粘性不夠大，應(yīng)用收到一定限制。
（3）免清洗
焊劑中不含鹵素，同時(shí)盡量減少的松香含量，增加其他有機(jī)物的用量，但松香含量減少到一定程度，焊劑的活性就會降低，防止焊接區(qū)二次氧化的作用也會降低，采用氮?dú)獗Ｗo(hù)焊接解決問題。免清洗工藝雖然是發(fā)展方向，但軍品慎重使用。
（4）無鉛焊膏
無鉛焊膏也越來越應(yīng)用廣泛，目前已有1／3的產(chǎn)品使用無鉛焊接。最常用焊膏的是無鉛焊料成份加各種焊劑組成。常用焊膏有：Sn 95.5%－Ag3.8%－Cu0.7%、熔點(diǎn)217℃、比重7.4(63/37-8.4)、金屬成份89％、以及Sn91.3%－Bi4.8%-Ag3.0% 、熔點(diǎn)205－210℃。
3.4錫膏的儲存與使用
1．錫膏的儲存
焊膏是一種貴重耗材，保管不當(dāng)會造成很大的浪費(fèi)。存放的溫度和時(shí)間長短是要時(shí)刻注意，避免錯誤的存放溫度或存放時(shí)間過長而性能變壞，為錫膏的儲存方法。
1）焊膏需以密閉狀態(tài)存放在恒溫恒濕的冰箱里，如圖3-9所示，保存溫度為2-10℃，最佳為4-8℃，決不可冷凍保存，否則會造成焊劑的沉淀或結(jié)晶，影響使用效果。水溶性焊膏一般冷藏壽命為3—6個月，免清洗焊膏為6個月到1年（注：新進(jìn)錫膏在放冰箱之前貼好狀態(tài)標(biāo)簽、注明日期并填寫錫膏進(jìn)出管制表）。
2）焊錫膏啟封后，放置時(shí)間不得超過24小時(shí)。
3）生產(chǎn)結(jié)束或因故停止印刷時(shí)，鋼網(wǎng)板上剩余錫膏放置時(shí)間不得超過1小時(shí)。
4）停止印刷不再使用時(shí)，應(yīng)將剩余錫膏單獨(dú)用干凈瓶裝、密封、冷藏，剩余錫膏只能連續(xù)用一次，再剩余時(shí)則作報(bào)廢處理。
2．錫膏的使用
（1）使用原則：先進(jìn)先出，新舊錫膏混合比例至少1：1（新錫膏占比例較大為好，且為同型號同批次），使用錫膏一定要優(yōu)先使用回收錫膏并且只能用一次，再剩余的做報(bào)廢處理。
（2）回溫：將原裝錫膏瓶從冰箱取出后，在SMT標(biāo)準(zhǔn)室溫22℃~28℃時(shí)放置時(shí)間不得少于4小時(shí)以充分回溫到室內(nèi)溫度，并在錫膏瓶上的狀態(tài)標(biāo)簽紙上寫明解凍時(shí)間，同時(shí)填好錫膏進(jìn)出管制表。
（3）攪拌：
手工：用扁鏟按同一方向攪拌5~10分鐘，以合金粉與焊劑攪拌均勻?yàn)闇?zhǔn)；
自動攪拌機(jī)：若攪拌機(jī)速為1200轉(zhuǎn)/分鐘，則需攪拌2~3分鐘，以攪拌均勻?yàn)闇?zhǔn)且在使用時(shí)仍需用手動按同一方向攪動1分鐘。
（4）使用環(huán)境：溫濕度范圍：22℃~28℃；45%~75%。
（5）使用投入量：半自動印刷機(jī)、印刷時(shí)鋼網(wǎng)上錫膏成滾動狀，直徑為1~2cm即可。
3.5 紅膠(貼片膠)
貼片膠又稱作膠黏劑、紅膠，如圖3-3，是表面組裝中的黏連材料，在采用波峰焊工藝時(shí)，必須先用貼片膠把元器件貼裝預(yù)固定在PCB板上。在PCB雙面組裝SMD時(shí)，即使采用回流焊接，也常在PCB焊盤圖形中央涂敷貼片膠，以便加強(qiáng)SMD的固定，防止回流焊接時(shí)SMD的移位和掉落。
3.5.1.貼片膠的成份和作用
貼片膠又稱紅膠，其作用是在電子組裝過程中把元器件暫時(shí)固定在PCB板上：
在混合組裝工藝中元器件分布于PCB的兩面，一般采用在貼裝元件的一面點(diǎn)膠（或刮膠）、貼片、固化然后翻面、插件、過波峰焊。這種工藝是用貼片膠把表面貼裝元件暫時(shí)固定在PCB的焊盤位置上，防止在傳遞過程中或插裝元器件、波峰焊等工序中元件掉落。
對于雙面表面貼裝工藝，焊料的表面張力足夠保持底邊的CHIP元件在再流焊時(shí)不掉，但是，當(dāng)大的元件在底部通過再流焊時(shí)，焊料的表面張力不足以保持元件不掉，這種類型的元件也需要施加貼片膠。
貼片膠通常由粘接材料、固化劑、填料以及其他添加劑組成:
粘接材料，一般采用環(huán)氧樹脂、丙烯酸樹脂、改性環(huán)氧樹脂和聚氨脂等作為粘接材料，其中環(huán)氧樹脂用途最為廣泛，其次為丙烯酸樹脂。
固化劑的作用是使粘接材料以一定的溫度在一定的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行固化，填料的加入改善了貼片膠的某些特性，如電絕緣性能和高溫性能得到增強(qiáng)。
貼片膠中除粘接材料、固化劑、填料外還需有其它添加劑來實(shí)現(xiàn)不同的目的，常用的添加劑有顏料、潤濕劑和阻燃劑。