電子工業(yè)不可缺少的連接材料——焊錫粉
隨著電子工業(yè)表面組裝技術(SMT)的發(fā)展,焊錫粉已成為具有高技術特征及高附加值的新型焊接材料,因而其應用日趨擴大,應用前景日漸廣闊。
焊錫粉主要用來配制焊膏,其中焊粉約占焊膏87%左右的比例,主要通過對各種不同品牌的焊料霧化成型,其質(zhì)量的高低,關系著最終的焊膏質(zhì)量乃至線路板焊接的質(zhì)量。
焊錫粉的品質(zhì)要求
對于錫膏制造企業(yè)來說,錫粉的品質(zhì)非常重要。對于錫粉品質(zhì)的要求,一般來說有以下幾個方面:
1)錫粉形貌,即錫粉顆粒外形,正常錫粉為光滑的圓球形。不正常的錫粉顆粒外形一般有以下幾種:
a)衛(wèi)星球,一種小球附著于大球的情景;
(圖片來源:SMT錫膏用錫粉加工設備類型及進展)
b)孿生球,一種由兩個或多個錫粉顆粒連接一起的情景,其連接部分是因熔化而連接起來的;
(圖片來源:SMT錫膏用錫粉加工設備類型及進展)
c)破損球,錫粉顆粒部分缺損或有多余部分;
d)橢圓球,或淚滴球;
(圖片來源:SMT錫膏用錫粉加工設備類型及進展)
e)枝狀粉末;
(圖片來源:SMT錫膏用錫粉加工設備類型及進展)
f)片狀粉末。
2)錫粉粒徑大小
由兩種因素決定,一是設備因素,即設備本身能夠生產(chǎn)的錫粉的粒徑大?。欢呛Y分因素,即通過篩網(wǎng)或氣流分選將錫粉按粒徑大小進行分級。
3)錫粉粒徑分布
指某一規(guī)格的錫粉在其粒徑范圍內(nèi)的分布情況,或集中、或分散、或平均。其影響因素為設備因素,如超聲波霧化形成的錫粉,其粒徑分布較集中;離心霧化的則稍分散一些;而新型離心霧化的則具有典型的正態(tài)分布、分布圖窄而尖。
4)錫粉氧含量
氧含量由三部分組成:一是氧化氧;二是溶解氧;三是吸附氧。因在檢測中無朗謬爾特征出現(xiàn),故吸附氧被認為不存在。使用氧含量過高的錫粉,錫膏在回流后會出現(xiàn)錫珠不良;使用氧含量過低的錫粉,錫
膏外觀粗糙,甚至出現(xiàn)發(fā)干(象豆腐渣狀)不良。
5)錫粉的氧化物含量
這一點主要受制造錫粉所用的原料錫錠影響,使用優(yōu)質(zhì)的錫錠生產(chǎn)的錫粉,氧化物含量低;而使用回收的錫錠生產(chǎn)的錫粉,氧化物含量則高。
6)錫粉的合金比例
焊錫粉的主要制備方法
1)氣霧化法
氣體霧化是利用高速氣流將流經(jīng)噴嘴的熔融液體沖碎、霧化成細小的液滴、并在沉降中冷卻凝固形成粉末顆粒。其特點是制粉效率高,產(chǎn)量大,但所得的產(chǎn)品多為橢球形且表面粗糙有微粉附著,含氧量較高,粉末粒度分布較廣,微細粉比例偏高,后序工藝處理難度大。此外,氮氣耗量大,成本較高。
氣流霧化原理示意圖
(圖片來源:國內(nèi)外焊錫粉技術現(xiàn)狀與展望)
2)離心霧化法
離心霧化的基本過程是,從熔化裝置出來的熔化好的金屬液經(jīng)導向裝置導流到旋轉(zhuǎn)盤的中心,而后由于慣性和離心拋甩作用,金屬液沿徑向分布開來并在旋轉(zhuǎn)盤上形成一薄的液膜。當液膜到達旋轉(zhuǎn)盤邊緣時,它被霧化成液滴。這些液滴經(jīng)過凝固形成粉末,可生產(chǎn)高圓度的多種規(guī)格的金屬粉末。與氣體霧化相比,用離心霧化法制備焊錫粉,控制氣氛相對容易,產(chǎn)品球形度好,氧化程度小,粒度控制容易,成品率較高。
離心霧化原理示意圖
(圖片來源:國內(nèi)外焊錫粉技術現(xiàn)狀與展望)
3)超聲波霧化法
超聲霧化法是近些年快速發(fā)展起來的一種新型制粉方法,通過超聲波使熔化的金屬液滴在超聲波換能器上霧化成粉末。超聲霧化技術的優(yōu)點:a.所制備的粉末具有氧含量低、球形度好、粒度分布均勻等優(yōu)點;b.設備和工藝簡單,操作方便,產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定可控;c.能量消耗小、成本低等顯著優(yōu)勢。
超聲振動霧化原理示意圖
(圖片來源:國內(nèi)外焊錫粉技術現(xiàn)狀與展望)
國內(nèi)外技術狀況
國外英國、美國、俄羅斯、德國、日本、韓國、新加坡等國均有焊粉、焊膏生產(chǎn),氮氣氣流霧化、碟片離心霧化與超聲霧化三類生產(chǎn)工藝都有,產(chǎn)品以超聲霧化法生產(chǎn)的焊粉質(zhì)量最好。隨著科學技術的發(fā)展,配制焊膏對焊錫粉的質(zhì)量要求越來越高,國際上的趨勢正逐步轉(zhuǎn)向超聲霧化工藝生產(chǎn)。相比國外,國內(nèi)焊膏所用焊錫粉主要問題是焊錫粉衛(wèi)星球多、超微粉過多、焊球上有微粉附著。

