预成型焊片轧机

锡银铜SAC305焊料轧机

型号：JH-RY-60

名称：扎机

用途：主要适用于预成型焊片的扎制

特点：该机采用耐高温材料做轧辊，辊面经过特殊处理，不易粘辊云南预成型焊片设研制，便于清理。轧制带材  平整光滑。

适用范围：预成型焊片

适应材料宽度：15 mm ～60 mm

轧制来料厚度：≤0.1mm

轧制厚度：0.02mm

轧制温度：≤200℃

 中国SMT技术已经走过25年，SMT锡焊技术是SMT技术重要组成部分。我有幸从事锡焊技术近四十年，并见证了我国SMT技术发展的辉煌历程。近年来，我主要致力于SMT无铅锡膏的研制与应用。作为回顾与展望，本文将分两个方面：（一）SMT锡焊技术回顾。（二）SMT无铅锡膏进展

无铅焊料相对于Sn-Pb焊料而言仍存在三大不可忽视的弱点：

（1）浸润性差

焊接的浸润性不良主要表现为焊锡不扩展，焊锡的流动性差，焊锡没有

布满整个焊盘而缺焊。浸润性较差，带来以下几方面的不足：

1）容易产生接合不良；

2）为提高浸润性而对操作温度要更高；

3）为提高浸润性而使用高活性的助焊剂，会导致焊点可靠性降低。

（2） 熔点高

无铅焊料普遍比Sn-Pb焊料的熔点高出30℃以上，由此会带来：对于耐热性较差的元器件容易造成热损伤；容易导致平面基板弯曲变形。 （3） 金属溶解速度快

金属溶解速度过快会导致以下几方面的问题： 1）焊池中焊料由于溶铜、溶铅容易受到污染；

2）被焊的基体易溶入到焊料中（例如铜细丝的溶解断裂）； 3）焊接时金属间化合物生长过剩；

4）溶焊、回流焊的焊池材料因为金属溶解而被腐蚀，导致过早报废

解决方案

影响焊料润湿性的主要因素有[4]:焊料和母材的成分、温度、金属表面氧化物、钎剂、母材表面的状态、表面活性物质等。Sn-Ag-Cu焊料的润湿性比Sn-Pb较差,但就当前发展的无铅焊料而言,其对铜及含镀层的铜板上的润湿情况首屈一指,目前改善其润湿性的途径主要集中于对新型焊剂和新型焊接工艺的研究。当然材料方面也在不断发展,如添加低熔点合金元素(In, Bi)等。目前,无铅焊料的研究有以下几种趋势[5~11]:其一, Sn-Ag-Cu合金的设计应朝多元化方向发展,因为: (1)熔点(液相线和固相线温度)偏高; (2)合金的性能有可能通过添加多种

针对Sn-Zn焊料与Sn-Pb相比较的弱点,可以通过添加合金元素的方法进行改进。Ga,Bi降低钎料熔点,提高润湿性;Re细化晶粒,提高与Cu基板的润湿性;Al、Cr、P、Ti提高抗氧化性;Cu和Ni抑制IMCs的生长,提高抗蚀性,提高机械强度。但是各种合金元素的添加量要适宜[17~22]。

Zn是一种极易腐蚀和氧化的金属。若往合金中添加Ag,可以提高合金的抗腐蚀性。在焊接时,合金处于熔融状态,Zn极易氧化成氧化锌,导致焊点缺陷。若在合金中掺入P,则在焊接时,P会在熔融的合金表面形成一层薄膜,从而阻止焊料直接接触周围的空气而达到防止氧化的目的。当P的质量分数少于0.001 %时,防氧化性能就不明显了;当P的质量分数超过1 %时,会导致合金的可焊性变差。

焊片选测

1． 焊片合金

和锡膏合金成分一致。如Sn63Pb37,SAC305等。 2. 形状

  可以为圆形，方形，不规则形状。 3. 焊片厚度

  为钢网厚度50-70%。 4. 助焊剂比例

  1-3%。1-3%助焊剂不会形成较大气孔而造成空洞过大。 5 焊片尺寸

  焊片尺寸为焊盘面积80%-90%

预成型焊片的应用

1. 为减少功率管在焊接中的空洞率使用预成型焊片配合锡膏，减少锡膏中助焊剂的比例，以达到减少产品在焊接中因助焊剂挥发产生的气泡从而造成的空洞；

1 采用预成型焊料工艺，在使用前通过合理的设计预成型焊料的厚度和形状，控制焊料的使用量，用少的焊料量，实现佳的焊接要求，在保证焊接质量的情况下将焊接成本大幅降低。

    2 预成型焊料可以在焊料形状设计时，通过厚度和宽度等参数，控制分配焊料在焊接的不同位置的焊料量，适应比较特殊的焊接要求。

    3 通常采用预成型焊料工艺是在保护气氛中进行，在此种条件下，可以免除助焊剂的使用，从而也免除了清洗过程。这在许多应用领域非常的有用，因为在比较多的应用情形下，焊接的器件为了防止污染是不允许使用助焊剂的，或者是焊接后，在期间内部形成了一个密闭的封装结构，无法对其进行清洗。

    4 经过合理设计的预成型焊料通常能以小的成本形成很好的焊接效果，使焊接接头获得很高的电学性能和焊接成品率，所以预成型焊料焊接工艺是高可靠、高导热封装的理想焊接工艺。

AuSn20的熔点是280°C，推荐的钎焊温度应高于焊料熔点50°C左右，也就330°C。这个温度比较接近于传统电子制造业广泛应用于芯片焊接的高铅焊料温度。而高铅焊料使用工艺非常的成熟，所以AuSn20这个熔点非常的适合作为电子焊接材料。

     AuSn20作为共晶合金，有着细小均匀的晶格、很高的强度的特征。AuSn20的焊接强度为47.5MPa，比SnPb37的焊接接头剪切强度26.7MPa要高出许多。同时AuSn20焊料的高温焊接强度也比较高，因而能够耐受热冲击、热疲劳，能够在高温环境或者温度变化幅度大的环境下使用。

银基钎料（AgCu28）是目前应用最广泛的硬钎料，它们熔点适中，导电性能良好，塑性较高，具有高焊接强度、高导热性及高的软化温度，在各种介质中耐蚀性也较好。在器件钎焊时大量采用，尤其在600-1100°C温度范围内，银钎料为优选的钎料。共晶型Ag72Cu28预成型焊料的熔点为780°C，具有优良的工艺性能，适宜的熔点、良好的润湿性和填缝能力等，能够形成高强度、高导电性及耐腐蚀的钎焊接头，广泛应用于电真空器件的焊接，用于钎焊低碳钢、不锈钢、高温合金、铜及铜合金、可伐合金及难熔合金。

Sn63Pb37是锡铅共晶焊料，共晶点183℃。锡铅焊料一直都是电子装联的主要焊接材料，特别是具有共晶成分的Sn63Pb37焊料合金因其具有较低的熔点(183℃)、良好的焊接性能(润湿铺展性好、低表面张力等)和使用性能而成为电子装联的主要焊接材料，并广泛应用于军事、航天及民用电子产品的装联中。

随着对环境的日益重视，由于Pb有毒，无铅焊料正逐步替代含铅焊料，但是到目前为止，所研制出的无铅焊料的润湿性始终不如锡铅焊料。

预涂助焊剂焊片

• 无需手工涂布助焊剂，提高生产效率

预涂助焊剂焊片是指在预制成型的焊锡片上，涂覆一层固体助焊剂。使用时无需再涂覆助焊剂。

• 焊片表面形成均匀透明低粘性助焊剂薄层

选择防氧化无铅无卤素免洗松香型助焊剂，具有优异的助焊性能。

• 按实际需要精使用助焊剂，避免过多的助焊剂残留物

预涂覆焊片具有焊锡量精，助焊剂少，残留少，可靠性高、焊点美观等一系列的优点。