在电子线上,常见的锡合金有无铅锡合金、含铅锡合金以及银锡合金。无铅锡合金因为其环保性和工艺优点而越来越受欢迎。同时,银锡合金由于其优异的电性能和可靠性在某些特定场合也会被使用。
无铅锡合金分为Sn-Cu系列和Sn-Ag-Cu系列。它们的共同优势是良好的可铰接、可再流和可降焊性,能够满足现在的有限空间和微型封装的要求,并且铝线良好的润湿性及极少的锡泡现象极大地提高了锡膏的打印质量及制程可靠性。
含铅锡合金是传统的合金之一,由于其润湿性好而常常被用于需要高可靠性的电路板。但由于铅的环保问题,含铅锡合金逐渐减少使用。
银锡合金则由于其优异的电性能和可靠性在某些特定场合得到了广泛的应用,比如高频、高速和高功率电路的制造。其同时也有着反抖性好、减少虚焊、防腐性好等特点。
电子行业在选择锡合金的配方时需要考虑其焊点强度、封装性能、湿润性等多方面因素。锡合金的配方会对焊点强度和电性能产生很大的影响。
在无铅锡合金中,Sn-Ag-Cu系列合金常常用于生产高密度PCB,或用于极低温的制程中。而Sn-Cu系列合金则常常用于传统的电子制程中,因其优良的焊接性而广泛使用。另外,如何将Ag的含量控制在一个较低的水平是选择锡合金的一个难点,因为Ag的增加会导致易老化和成本的增加。
对于含铅锡合金,一般根据需要来设定其含铅量,以满足其封装和电特性的需求。在SMT工艺中,为了方便与要求做到无铅的工艺转换,在传统含铅SMT工艺下对含铅锡合金中铅的含量控制在1-3%。但无论是含铅还是无铅合金,在选择合金配方时,总体原则是:合金成分要尽量稳定,并且应能够适应当前热流技术,以提高制程可靠性。
焊点质量取决于许多因素,包括焊接温度、钎剂的选择以及锡粉的粒度大小。
在电子行业,最常用的锡粉粒度大小为20-45µm,这一范围不仅化学活性好,而且还具有较好的影响焊接性能的润湿性能和易流动性。但随着电子行业的不断进步,使用粒度更小的锡粉逐步成为一种趋势。这种锡粉即所谓的“微球锡粉”,其粒度大小只有2-8µm。微球锡粉由于具有更大的比表面积和更好的可铰接和可再流性,使其成为超高可靠性和微型化封装的焊接选项。
在电子行业,锡膏的使用是必不可少的。衬板的类型、焊点的尺寸、元器件的封装等都会影响锡膏的选择。一般来说,锡膏要求具有黏附性、耐热性、耐湿性、可流动性、易印刷性和低渣含量。目前,为了满足环保的需要,无铅锡膏得到越来越广泛的使用。
无铅锡膏的最大优点在于其对环境的友好性,能够避免由于铅等有毒元素带来的潜在健康问题。在不断增强的环保意识下,将来更多的焊接产品将会逐步转向无铅锡膏。同时,无铅锡膏的性能要求也会越来越高,如良好的印刷性、抗乾缩性、良好湿润性以及高渣含量等。