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SMT组装用焊膏:类型、储存和印刷缺陷

用于SMT组装的焊膏

图 1. 焊膏的选择会影响 SMT 印刷质量、回流焊良率和焊点长期可靠性。

焊膏是实现表面贴装组装的灰色材料,但生产结果取决于合适的合金、助焊剂的化学成分、储存控制和钢网印刷的规范性。本指南解释了焊膏如何影响SMT良率,无铅焊膏和有铅焊膏之间的区别,如何正确储存焊膏,以及操作人员在回流焊前应避免哪些缺陷。

1. 焊膏是由什么制成的?

焊膏由两种成分组成:微小的焊料合金粉末和助焊剂,助焊剂将粉末粘合成膏状。粉末在回流焊过程中形成焊点,而助焊剂则去除金属表面的氧化物,帮助熔融焊料润湿焊盘,并在加热前暂时固定元件。焊膏的重量主要由粉末构成;而助焊剂的体积占比相当可观,这就是为什么焊膏在回流焊炉中助焊剂燃烧殆尽后,印刷焊盘会明显收缩的原因。

粉末按粒径分级,以“类型”编号表示:3 型适用于一般装配,而 4 型、5 型及更细的粉末则用于微小且间距较小的元件,因为焊膏必须挤过狭小的钢网孔。更细的粉末成本更高,且对操作更敏感,因此其等级与电路板上的最小特征相匹配。如果焊膏和普通助焊剂之间的区别不清楚,可以参考以下比较: 焊膏与焊剂 解释清楚了。


2. 无铅焊膏与有铅焊膏(SAC305 与 Sn63/Pb37)

无铅焊膏(通常为SAC305)的熔点约为217-227°C,而含铅焊膏(Sn63/Pb37)的熔点较低,约为183°C,流动性更好。选择哪种焊膏通常取决于合规性:销往RoHS市场的产品需要符合相关规定。 无铅焊接工艺 除非符合豁免条件,否则含铅浆料仍在某些特殊和传统应用中继续使用。

含铅(Sn63/Pb37) 无铅(SAC305)
熔点 〜183°摄氏度 ~217-227℃
润湿/易用性 流畅易用,宽容度高。 容错率更低,轮廓更紧致
合规 受RoHS限制 符合RoHS标准
联合亮相 闪亮 更暗淡,颗粒感更强

无铅焊料熔点更高,这意味着元件承受更大的热应力,需要更严格的回流焊曲线,因此工艺控制更为重要。对于当今大多数商业产品而言,除非有特殊原因,否则无铅焊料是默认选择,也是正确的出发点。


3. 免清洗助熔剂、水溶性助熔剂或松香助熔剂:如何选择

大多数组装工作应选择免清洗助焊剂;需要最大润湿性且需要清洗电路板时,应选择水溶性助焊剂;手工焊接和返工则应选择松香助焊剂。免清洗助焊剂会留下少量无害残留物,通常无需清洗,是现代生产中的常用选择。水溶性助焊剂润湿性极佳,但会留下腐蚀性残留物,必须彻底清洗干净。松香基助焊剂(RMA)是经典的化学助焊剂,有含铅和无铅两种类型,其残留物通常需要清洗以获得整洁的表面效果。

选择合适的助焊剂取决于电路板的清洁方式、电路对残留物的敏感程度以及可靠性等级。如有疑问,免清洗助焊剂是最安全的通用选择;只有在外观或可靠性要求较高时才需要进行清洁。


4. 如何使用钢网和回流焊膏

使用焊膏时,先用钢网将焊膏印刷到焊盘上,然后将元件放入浸有焊膏的焊盘中,最后将整个电路板放入回流焊炉中加热,使所有焊点同时形成——先涂抹并放置元件,最后加热。这与线焊相反,线焊需要单独加热每个焊点。在生产过程中,整个流程是按顺序进行的。 SMT组装 线:

  • 丝网印刷。 激光切割钢材 SMT钢网 焊盘放置在电路板上,刮刀将焊膏通过孔洞压到每个焊盘上。孔洞大小和钢网厚度决定了焊锡量——这是最重要的变量之一——而这又受到精细控制。 模板开口设计.
  • 放置。 贴片机将每个零件放置在涂有焊膏的焊盘上;粘性焊膏将它们固定住,直到回流焊完成。
  • 回流。 电路板经过一套受控工艺流程——预热、保温、加热至高于合金熔点的峰值,然后冷却。正确的 回流焊曲线 让助熔剂活化,表面张力将各个部分拉到一起。
  • 检查。 AOI 检查回流焊后的焊点和位置,X 射线检查 BGA 下的隐藏焊点。

对于原型制作,创客们会使用带有加热板或热风枪的手动模板;原理相同,只是尺寸缩小了。初学者最常犯的错误是焊膏涂得太多,导致焊锡桥接,因此要尽量涂得薄而均匀,与焊盘形状相匹配。


SMT焊膏印刷和组装

丝网印刷控制是可靠的SMT组装中首要的生产检查之一。

5. 焊膏的储存方法及其保质期

将焊膏密封后储存在冰箱中,温度约为 2-10°C,保质期通常为 6-12 个月;在室温下,未开封的焊膏只能保存数周。开封前,请将密封罐放置于室温下(通常需要 4-6 小时),以免冷凝水污染焊膏,导致飞溅或空泡。

还有几条规则可以确保焊膏保持良好状态:注意焊膏的开放和闲置时间,因为印刷好的焊膏在钢网中的有效工作时间有限,很快就会干燥;切勿重新冷冻;切勿将新旧焊膏混合;过期焊膏应立即丢弃,切勿冒险使用。焊膏是一种易腐材料,不当操作是造成缺陷的隐患,因此请像对待消耗品一样对待它。


6. 焊膏缺陷:桥接、立碑和空隙

大多数焊膏缺陷——例如桥接、立碑、空洞、焊锡不足和焊球——都可追溯到焊膏的用量、对准或回流焊曲线。了解原因可以避免返工,而不是事后追查。

缺陷 典型原因 预防
桥接(短) 膏体过多或孔径过大 减小开口尺寸;检查模板和印刷压力
墓碑 不均匀的膏体或加热导致芯片竖立 平衡垫和两端的膏体;调整轮廓
空洞 滞留的助焊气体、水分或不良剖面 妥善处理;优化轮廓;X射线验证
焊料不足 膏体太少、孔隙堵塞、膏体干涸 检查模板清洁度和浆糊新鲜度
焊球/飞溅物 糊状物中水分过多或预热过快 使用前将热膏密封;降低升温速度

共同点在于过程控制。理解更广泛的模式 常见的SMT组装故障 它可以帮助您设计出印刷效果好的电路板,特别是墓碑式电路板,它有一套众所周知的…… 根本原因及解决方法 值得研究。


7. 生产型SMT组装中的焊膏

除了少数原型之外——尤其是在细间距或BGA封装中——焊膏的生产最好采用受控工艺。在专业生产线上,钢网会根据您电路板的焊盘几何形状和最小间距进行设计,焊膏的选择会满足RoHS和可靠性要求,并根据所选合金设定焊膏浓度,最后通过焊膏检测、AOI检测和X射线检测来确保焊点的完整性。

许多与焊膏相关的缺陷实际上是设计问题——焊盘尺寸、间距和方向等都会影响印刷质量——因此,事先进行可制造性检查可以最大限度地确保模板和焊盘轮廓一次性获得干净的焊点。Highleap 会执行完整的流程。 SMT PCB组装 并且,在董事会需要的地方,提供专门的 BGA组装 并经过X射线验证。当您索取组装报价时,请告知我们产品是否必须无铅、是否有任何清洁要求,以及电路板上最小的元件尺寸或间距。

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8. 焊膏常见问题解答

焊膏是由什么制成的?

焊料是一种悬浮在助焊剂介质中的细焊料合金粉末。粉末在回流焊过程中形成焊点;助焊剂则起到清洁金属、促进润湿和固定部件的作用。

无铅焊膏和含铅焊膏有什么区别?

无铅浆料 (SAC305) 的熔点约为 217-227°C,符合 RoHS 标准;含铅浆料 (Sn63/Pb37) 的熔点较低,约为 183°C,流动性更好,但受到 RoHS 的限制。

如何使用焊膏?

将焊盘上的焊盘印上焊锡膏(使用模板效果最佳),将元件放入焊盘上,然后将整个电路板放入回流焊炉中加热,使所有焊点同时熔合。先涂抹并放置元件,最后加热。

焊膏需要冷藏吗?保质期是多久?

是的——密封保存于2-10°C左右,保质期通常为6-12个月。开封前,请先将密封保存的瓶子升温至室温,以避免产生冷凝水。

为什么我的表面贴装接头会出现桥接现象?

通常情况下,这是由于浆料过多或模板开口过大,有时还伴有错位造成的。缩小开口尺寸、检查模板并调整印刷压力通常可以解决问题。

Highleap 能否处理细间距和 BGA 封装?

是的。Highleap 使用优质焊膏、专为小间距设计的钢网、可控回流焊工艺,并采用 X 射线检测技术来检测隐藏焊点,同时事先进行可制造性审查。

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