【原创】电子工业不可缺少的连接材料——焊锡粉


来源:中国粉体网   平安

[导读]  随着电子工业表面组装技术(SMT)的发展,焊锡粉已成为具有高技术特征及高附加值的新型焊接材料,因而其应用日趋扩大,应用前景日渐广阔。

中国粉体网讯  随着电子工业表面组装技术(SMT)的发展,焊锡粉已成为具有高技术特征及高附加值的新型焊接材料,因而其应用日趋扩大,应用前景日渐广阔。

焊锡粉主要用来配制焊膏,其中焊粉约占焊膏87%左右的比例,主要通过对各种不同品牌的焊料雾化成型,其质量的高低,关系着最终的焊膏质量乃至线路板焊接的质量。

焊锡粉的品质要求

对于锡膏制造企业来说,锡粉的品质非常重要。对于锡粉品质的要求,一般来说有以下几个方面:

1)锡粉形貌,即锡粉颗粒外形,正常锡粉为光滑的圆球形。不正常的锡粉颗粒外形一般有以下几种:

a)卫星球,一种小球附着于大球的情景;



(图片来源:SMT锡膏用锡粉加工设备类型及进展)

b)孪生球,一种由两个或多个锡粉颗粒连接一起的情景,其连接部分是因熔化而连接起来的;



(图片来源:SMT锡膏用锡粉加工设备类型及进展)

c)破损球,锡粉颗粒部分缺损或有多余部分;

d)椭圆球,或泪滴球;



(图片来源:SMT锡膏用锡粉加工设备类型及进展)

e)枝状粉末;



(图片来源:SMT锡膏用锡粉加工设备类型及进展)

f)片状粉末。

2)锡粉粒径大小

由两种因素决定,一是设备因素,即设备本身能够生产的锡粉的粒径大小;二是筛分因素,即通过筛网或气流分选将锡粉按粒径大小进行分级。

3)锡粉粒径分布

指某一规格的锡粉在其粒径范围内的分布情况,或集中、或分散、或平均。其影响因素为设备因素,如超声波雾化形成的锡粉,其粒径分布较集中;离心雾化的则稍分散一些;而新型离心雾化的则具有典型的正态分布、分布图窄而尖。

4)锡粉氧含量

氧含量由三部分组成:一是氧化氧;二是溶解氧;三是吸附氧。因在检测中无朗谬尔特征出现,故吸附氧被认为不存在。使用氧含量过高的锡粉,锡膏在回流后会出现锡珠不良;使用氧含量过低的锡粉,锡
膏外观粗糙,甚至出现发干(象豆腐渣状)不良。

5)锡粉的氧化物含量

这一点主要受制造锡粉所用的原料锡锭影响,使用优质的锡锭生产的锡粉,氧化物含量低;而使用回收的锡锭生产的锡粉,氧化物含量则高。

6)锡粉的合金比例

焊锡粉的主要制备方法

1)气雾化法

气体雾化是利用高速气流将流经喷嘴的熔融液体冲碎、雾化成细小的液滴、并在沉降中冷却凝固形成粉末颗粒。其特点是制粉效率高,产量大,但所得的产品多为椭球形且表面粗糙有微粉附着,含氧量较高,粉末粒度分布较广,微细粉比例偏高,后序工艺处理难度大。此外,氮气耗量大,成本较高。



气流雾化原理示意图
(图片来源:国内外焊锡粉技术现状与展望)

2)离心雾化法

离心雾化的基本过程是,从熔化装置出来的熔化好的金属液经导向装置导流到旋转盘的中心,而后由于惯性和离心抛甩作用,金属液沿径向分布开来并在旋转盘上形成一薄的液膜。当液膜到达旋转盘边缘时,它被雾化成液滴。这些液滴经过凝固形成粉末,可生产高圆度的多种规格的金属粉末。与气体雾化相比,用离心雾化法制备焊锡粉,控制气氛相对容易,产品球形度好,氧化程度小,粒度控制容易,成品率较高。



离心雾化原理示意图
(图片来源:国内外焊锡粉技术现状与展望)

3)超声波雾化法

超声雾化法是近些年快速发展起来的一种新型制粉方法,通过超声波使熔化的金属液滴在超声波换能器上雾化成粉末。超声雾化技术的优点:a.所制备的粉末具有氧含量低、球形度好、粒度分布均匀等优点;b.设备和工艺简单,操作方便,产品质量稳定可控;c.能量消耗小、成本低等显著优势。



超声振动雾化原理示意图
(图片来源:国内外焊锡粉技术现状与展望)


国内外技术状况

国外英国、美国、俄罗斯、德国、日本、韩国、新加坡等国均有焊粉、焊膏生产,氮气气流雾化、碟片离心雾化与超声雾化三类生产工艺都有,产品以超声雾化法生产的焊粉质量最好。随着科学技术的发展,配制焊膏对焊锡粉的质量要求越来越高,国际上的趋势正逐步转向超声雾化工艺生产。相比国外,国内焊膏所用焊锡粉主要问题是焊锡粉卫星球多、超微粉过多、焊球上有微粉附着。

参考来源:

刘宝权:焊锡粉技术的发展综述

范福伟:SMT锡膏用锡粉加工设备类型及进展

徐朴:国内外焊锡粉技术现状与展望

(中国粉体网编辑整理/平安)

注:图片非商业用途,存在侵权告知删除!

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作者:平安

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