無鉛錫膏的基礎知識百科 (3)_福英達焊錫膏
無鉛錫膏的基礎知識百科 (3)_福英達焊錫膏
上文介紹了無鉛錫膏的印刷和點膠工藝，能夠將錫膏涂覆在基板上。還有一種常見的工藝叫錫膏噴印，也能將錫膏涂覆在焊盤上。為了適應噴印工藝，衍生出了噴印無鉛錫膏。在完成錫膏點的制作后，元器件會被貼裝在錫膏點上。當所有貼裝工作完成后，PCB會進入回流爐進行回流焊接或通過熱壓方式完成焊接。
錫膏噴印工藝
為改善SMT生產過程中錫膏點膠和印刷的不足和不穩定性，誕生了基于噴嘴-針頭原理的非接觸式錫膏噴射系統。噴印機的原理于噴墨打印機相似，通過施加瞬間高壓將無鉛錫膏噴射至基板上。噴印不需要改變Z軸運動，與接觸式點膠相比，這顯著提高了在各種表面上沉積錫膏的速度。 噴印還可以更容易地將焊膏沉積到不平整的基板表面上。用于噴印工藝的無鉛錫膏目前主要是Sn42Bi58, Sn42Bi57.6Ag0.4和Sn96.5Ag3Cu0.5。由于噴錫時間短，操作靈活性高，低成本等優點，噴印工藝已得到廣泛應用。
圖1. 一種噴印機構造圖。
無鉛錫膏回流焊
當無鉛錫膏被印刷在基板并完成元器件貼裝后，PCB被送入回流爐中。在爐溫的作用和氮氣保護下，錫膏逐漸熔化。冷卻后會熔融焊料會固化成為焊點。回流焊接包括預熱區，恒溫區，回流區和冷卻區。回流曲線囊括了四個區域各自的溫度變化速率，峰值溫度和持續時間。預熱區升溫速率2-3℃之間，在該區域PCB被預熱，助焊劑開始發揮潤濕焊盤去除氧化層的作用, 溶劑開始揮發。到了恒溫區助焊劑進一步潤濕焊盤，溶劑進一步揮發。錫膏在回流區會加熱到到峰值溫度完全熔化并與焊盤形成金屬間化合物。熔融焊料在冷卻后固化成為焊點，晶粒得到細化，帶來更優秀的機械強度。重要的是回流曲線會由于工藝不同而變化。
圖2.回流爐構造圖。
圖3. 一種回流曲線。
脈沖熱壓焊
熱壓焊接需要用到熱壓機，常用于柔性電路焊接。熱壓是部分加熱，而回流焊是整個PCB加熱。熱壓機的熱電極前面焊有熱電偶，在電流和電阻的作用下產生焦耳熱。當熱壓頭接觸并壓住焊接面后開始加熱。無鉛錫膏逐漸融化并在助焊劑作用下潤濕焊盤，在冷卻后固化形成焊點。熱壓的壓力需要得到精準調試以確保良好的熱傳導。此外，由于熱壓導致無鉛錫膏瞬間受熱，需要錫膏保持良好的防飛濺能力。
圖4. 脈沖加熱熱壓回流曲線。
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