?錫膏的助焊劑成分有什么作用?
錫膏的助焊劑成分有什么作用?
錫膏是封裝行業(yè)不可或缺的材料之一，能夠起到連接芯片焊盤并形成電互通的作用。錫膏的配方需要根據(jù)封裝廠家的回流焊接溫度，粘度需求，黏著力大小，抗拉強度等指標要求來進行制定，從而滿足不同的封裝場合。不論配方如何變化，總體而言錫膏最基本的配方就是合金焊粉和助焊劑。
1. 什么是助焊劑
助焊劑是制作錫膏極其重要的一種成分。錫膏合金粉末與助焊劑按比例混合后可制成錫膏。封裝業(yè)界使用的錫膏的助焊劑常常采用松香制成（也可稱為助焊膏），并加入適量的活化劑，表面活性劑，觸變劑和溶劑等。活性劑以有機酸為主。表面活性劑通常是烷烴。溶劑的作用是將各組分均勻混合。松香對高溫并不耐熱，在300℃左右就會被分解，因此當回流溫度過高時，生成的焊點會出現(xiàn)發(fā)黑的現(xiàn)象。
還有一種助焊劑不使用松香，而是使用環(huán)氧樹脂作為助焊劑基材，福英達稱之這種助焊膠。環(huán)氧樹脂在回流后會固化能夠形成熱固膠，起到包裹焊點增強焊點強度，減少外界電流干擾的作用。在MiniLED封裝中環(huán)氧樹脂錫膏/錫膠的應用頗具前景，能夠對脆弱的LED芯片提供優(yōu)異的焊接性能。
2. 助焊劑的作用
2.1 去除母材氧化層
助焊膏/助焊膠對改善錫膏的可焊性起到至關重要的作用。銅是非常適用于焊接的金屬，但由于焊接母材上的銅是裸露的，容易受到氧化且難以使用清洗劑除去。氧化層像一個屏障一樣，會導致錫膏難以潤濕焊盤。因此在焊接時需要將氧化膜除去。助焊劑中的活性有機酸，氫氣, 無機鹽，有機鹵化物等成分能夠在母材上與氧化物發(fā)生還原反應，使氧化物被分解。助焊劑還可以在后續(xù)的回流焊接過程中持續(xù)保護焊點不受氧化。但是需要注意的是活性太強的助焊劑焊后殘留可能更多，增加清洗難度。
氫氣還原: MxOy +yH2 = xM+yH2O (1)
有機酸還原: CuO+2RCOOH = Cu(RCOO)2+H2O (1)
Cu(RCCO)2+H2+M = 2RCOOH+M—Cu (2)
2.2 改變母材表面張力
表面張力大小決定了錫膏對焊盤的潤濕性。由于錫膏液態(tài)下存在表面張力，如果張力過大，則錫膏在固化后收縮成球狀而無法完全覆蓋焊盤，形成的焊點形狀不良，可靠性差且容易脫落。焊盤上如果有雜質同樣影響潤濕性。助焊劑中的表面活性劑成分有著親水端和疏水端結構，能夠改變錫膏在焊接母材的表面張力。當表面張力減小時，錫膏能夠順利流動并在母材上鋪展開。一般焊點潤濕角度為30-45°。
表面活性劑在焊接過程中應該及時揮發(fā)。焊接后不應留下活性劑殘留物，否則會持續(xù)的對焊盤產生腐蝕作用。此外有機酸往往帶有極性官能團，容易與與環(huán)境中的水分結合并生成酸性溶液，因此會對PCB起到腐蝕效果。關于助焊劑的腐蝕性相關知識可閱讀“助焊劑殘留物腐蝕性機理分析(1)”和“助焊劑殘留物腐蝕性機理分析(2)”。
2.3 服役錫膏適當粘度
助焊劑的溶劑成分能夠起到調節(jié)錫膏粘度的作用，適當?shù)恼扯扔欣谟∷r通過鋼網(wǎng)開孔。印刷錫膏的粘度根據(jù)需求一般控制在100-200Pa.s左右。但是錫膏的助焊成分中的溶劑暴露在空氣中易揮發(fā)。在鋼網(wǎng)上放置數(shù)小時便會出現(xiàn)錫膏粘度增大的問題，因此為了保證粘度穩(wěn)定，建議減少錫膏的板上時間。如果板上時間難以降低，需要控制錫膏量，爭取一次性將其用完，盡可能減少錫膏回收和二次使用。
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