為您的 PCB 組裝選擇合適的焊膏
1 分鐘
- 什麼是焊膏?
- 依合金成分區分的焊膏類型
- 焊膏中的助焊劑類型:
- 焊接中的合金缺陷:
- 選擇正確焊膏的其他參數:
- 結論
選擇焊膏至關重要,我們在挑選時可以遵循一些準則。助焊劑殘留、合金強度、合金柔韌性、空洞控制、潤濕性能以及其他性能指標的差異,都可能產生重大影響。在 PCB 組裝中,焊膏是一種具黏性的導電介質,用於連接兩種金屬;在電子領域,我們可以說是連接兩條導線或兩個元件的引腳。焊膏的選擇可能決定一次無縫且零錯誤的生產,或是導致昂貴的重工或產品問題。簡單的焊膏需求應涵蓋:
- 品質: 選擇最適合您的設計、材料與加熱方式的焊膏。
- 產能: 使用能夠實現更快、更有效加熱與印刷的焊料。
- 成本: 在材料之間取得平衡,以降低整體製造成本。
本完整指南將涵蓋為 PCB 組裝選擇最佳焊膏所需知道的一切,包括焊膏類型、助焊劑成分、粉末粒徑以及重要的產業標準。
什麼是焊膏?
焊膏是由助焊劑與粉末焊料合金混合而成的黏稠物質,可用於 PCB 網版或鋼板印刷。加熱(回焊)時,焊料顆粒熔化,在 PCB 焊墊與元件引腳之間形成堅固且導電的連接。
焊膏的基本組成:
金屬粉末合金(重量占比 92–96%)與助焊劑(重量占比 6–10%)。
以下提供合金與助焊劑類型的詳細清單。由於某些合金含鉛,我們已撰寫一篇關於無鉛與含鉛焊料優缺點的完整文章。
依合金成分區分的焊膏類型
第一步是選擇合適的合金類型,依據性能需求與法規合規性而定。選擇焊料合金時,主要考量鉛含量、熔點與合金粉末粒徑三個因素。不同合金的成分如下:
焊膏中的助焊劑類型:
助焊劑成分對焊點品質與組裝後的清潔需求有重大影響。我們已為您準備了助焊劑選擇的完整指南。
1. 免洗型(No-Clean): 用於消費性產品,焊接後無需清潔。
2. RMA(弱活化松香): 適用於一般 PCB 組裝,活性適中且殘留較少。
3. 水溶型: 用於高活性應用,焊接需求更高,可靠且可用水輕鬆清洗。
焊接中的合金缺陷:
由於無鉛焊料仍是相對新的技術,各種問題仍在解決中。常見的焊接缺陷包括:
成分問題: 包括錫鬚(富錫合金)、長時間加熱導致合金成分變化,以及熔點或粒徑問題。
使用錯誤: 包括高溫焊墊潤濕不良、焊膏沉積不足導致的焊珠、焊膏不均造成立碑,以及熱或機械應力引起的龜裂。
其他原因: 包括無鉛焊接的表面張力問題、高焊接溫度導致的龜裂、助焊劑或材料不匹配造成的空洞,以及 PCB 翹曲。
選擇正確焊膏的其他參數:
1. 網目數(粒徑):
粒徑決定了焊膏對不同 PCB 設計的適用性。對於 0.3 mm 或更小的超細間距應用,建議使用 Type 5 焊膏。細間距約 0.4 mm 的元件最適合使用粒徑 20–40 μm 的 Type 4 焊膏。Type 3 焊膏常用於 0.5 mm 間距的傳統 SMT 應用。基本指南如下:
- Type 3: 適用於標準 SMT(間距 ≥0.5 mm)
- Type 4: 適用於細間距(0.4 mm 間距)
- Type 5: 適用於超細間距(0.3 mm 或更小)
網目數越高表示粉末越細,越低則表示顆粒越大。為獲得最佳效果,粒徑應為鋼板開口的 1/4。
2. 黏度:
此因素影響焊膏在處理與印刷時的行為。黏度較低者印刷速度更快,也更容易清潔與點膠;細間距印刷則偏好較高黏度。
- 200–600 Pa·S: 最適合自動點膠。
- 600–1200 Pa·S: 最適合鋼板印刷。
靜置時黏度上升,受擾時下降;此外,黏度對溫度敏感,溫度越高黏度越低。
結論
PCB 組裝需仔細考量合金成分、助焊劑類型與粒徑。Type 3/4 粒徑的無鉛免洗焊膏可滿足現代多數電子產品的性能與法規需求。 選擇缺陷較少、與組裝製程及產業標準相容的焊膏。最佳情境的整理資訊如下:
- 助焊劑類型: 標準電子產品選免洗型,航太應用選水溶型。
- 粒徑: 細間距選 Type 4/5,一般應用選 Type 3。
- 熔點: 無鉛約 215–220°C,含鉛約 185°C。
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