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锡膏(solderpaste)也称焊锡膏,是由超细(20~75μm)球形焊锡合金粉末、助焊剂及其它添加物混合形成的膏状体系。 [2]
锡(Sn)是一种常见的低熔点金属,害,延展性好,常温下物理化学性质都相当稳定,能抗有机酸腐蚀,与诸多金属生成化合物。传统焊锡多以锡铅为主要成分,这种材料以其熔点低、焊接性能好、价格优惠而成为一种经典产品被使用至今。但铅的大量使用会给人类和环境带来的危害,日本、欧盟、美国、中国等国家和地区都积极立法限制铅的使用。
国内外对于焊锡粉的研究主要集中于颗粒粒度及其尺寸分布、抗氧化性、多元合金不同成分配比以及添量元素的作用等方面。对于助焊剂则主要集中于成分及其比例、扩展率、粘性、腐蚀性等方面。
Sn-Ag系共晶成分为Sn3.5Ag,共晶点为221℃。此系列发展成熟的是Sn-Ag-Cu (SAC)系,Sn3Ag0.5Cu(SAC305)是此系列的经典产品。这种合金具有优良的物理性能和高温稳定性,其焊接后的连接强度与传统锡铅共晶焊锡相同,甚至更高。在刚刚开始推行无铅化时,大多数厂商都会选择SAC305。由于Ag价格的不断攀升,各机构都在致力研究含Ag在1%以下的低银焊锡膏。
Sn-Sb合金熔化区间较窄为240~250 ℃,比较主流的合金比例有:Sn5Sb、Sn10Sb。 Sn5Sb被认为可能替代Sn40Pb,其润湿角为35°~55°,比Sn40Pb的20°~35°范围要广,且在100℃时有着良好的剪切强度。常温下Sn5Sb的组织由体心四方结构的β-Sn和面心立方结构的β-Sn-Sb相组成。随着Sb含量的增加,Sn-Sb相颗粒在Sn基体中沉淀,其力学性能也随之提高。
Sn-Bi合金共晶(Sn58Bi)点为139 ℃,采用这种焊料的实装温度可降到200℃以下。Sn-Bi系无铅焊料具有熔点低、润湿性良好的优点,Sn58Bi共晶合金应用于主板封装已经超过20年。但由于其易偏析,焊接接头容易剥落等缺陷限制其应用范围。