免洗型焊锡膏 高扩展性 减少焊接后清洁工序 提升生产效率

免洗型焊锡膏通过优化助焊剂配方和工艺适配性，实现了焊接后无需清洗、减少工序、提升生产效率的核心优势。

以下从技术原理、配方设计、工艺优化及应用案例详解；

技术原理与核心优势；

免洗型焊锡膏的核心在于低残留助焊剂体系，其残留物在焊接后形成透明绝缘保护膜，满足IPC-J-STD-004C ROL0级标准（卤素含量＜500ppm），无需清洗即可通过电气性能测试（如表面绝缘电阻＞10¹²Ω）。

相比水洗型锡膏，免洗工艺可节省30分钟/批次的清洗时间，降低设备投资（如超声波清洗机）和废水处理成本，综合制造成本降低10%-15%。

高扩展性配方设计；

1. 助焊剂成分优化

 活性体系：采用戊二酸、己二酸与二甘醇酸复配（质量比3:2:1），在120-150℃预热阶段快速去除氧化层，润湿力≥0.08N/mm，适用于OSP、ENIG等多种表面处理基板。

成膜剂：全氢化松香与水白氢化松香复配（质量比1:1），焊接后形成韧性保护膜，避免残留物脆性开裂，同时不影响ICT探针测试 。

触变剂：氢化蓖麻油或气相二氧化硅（添加量4%-6%），确保锡膏在印刷时抗坍塌（坍塌率＜0.03mm），适用于0.3mm以下细间距焊盘。

缓蚀剂：甲基苯并三氮唑（MBT）通过化学吸附抑制锡粉氧化，将室温储存寿命延长至3个月，钢网寿命达8-12小时 。

 2. 锡粉特性

颗粒度：采用5号粉（15-25μm）或6号粉（10-15μm），球形度＞98%，可实现0.25mm印刷间隙和0.5面积比（开口面积/焊盘面积）的高扩展性印刷 。

例如，AIM V9系列在面积比0.66时仍能稳定印刷，BGA空洞率低至1% 。

合金成分：主流采用SAC305（Sn96.5Ag3.0Cu0.5）或低温Sn42Bi58合金，前者适用于常规焊接（峰值温度235-245℃），后者保护热敏元件（峰值温度170-190℃） 。

工艺参数与设备适配；

 1. 回流焊曲线优化

 预热阶段：升温速率1.5-2℃/s，温度150-170℃，持续60-90秒，确保溶剂挥发和助焊剂活化。

回流阶段：峰值温度235-245℃（SAC305）或170-190℃（Sn42Bi58），液相线以上时间（TAL）45-90秒，避免冷焊或锡珠产生 。

冷却阶段：降温速率5℃/s以上，细化晶粒结构，提升焊点强度（如SAC305焊点剪切强度≥30MPa）。

2. 印刷工艺控制

 钢网设计：激光切割不锈钢模板，厚度0.10-0.12mm，开口尺寸比焊盘大5%-10%（如0.5mm焊盘对应0.525mm开口），减少锡膏塌陷。

刮刀参数：金属刮刀压力80-100N/cm，速度80-100mm/s，释放速度2-5mm/s，确保锡膏均匀转移，印刷偏移量＜5% 。

 3. 环境控制

 氮气保护：在氧含量＜1000ppm的氮气环境下焊接，可将BGA空洞率从15%降至5%以下，尤其适用于QFN、BGA等复杂元件 。

湿度管理：印刷环境湿度控制在40%-60%RH，避免锡膏吸湿导致焊接缺陷（如锡珠、虚焊）。

储存与使用注意事项；

 1. 储存条件：冷藏（5-10℃）保质期6-12个月，使用前需回温2-4小时，避免冷凝水影响性能 。

2. 印刷后处理：锡膏印刷后需在2小时内完成回流，避免溶剂挥发导致粘度升高。

3. 网板清洗：使用专用清洗剂，每印刷3小时清洗一次，防止残留锡膏干结堵塞网孔 。

 常见问题与解决方案；

 1. 锡珠过多

原因：预热阶段升温过快或锡粉氧化。

对策：延长预热时间至90秒，选用氧含量＜100ppm的锡粉，添加0.5%纳米银颗粒（粒径50nm）可将锡珠率从0.5%降至0.1%以下。

2. 润湿性不足

原因：助焊剂活性不够或焊盘氧化。

对策：采用高活性助焊剂（如含二甘醇酸配方），焊接前对PCB进行等离子清洗。

3. BGA空洞率高

原因：冷却速率过慢或氮气保护不足。

对策：提高冷却速率至5℃/s，增加氮气流量使氧含量＜500ppm，或选用低空洞率产品。

未来发展趋势；

 1. 超低残留技术：目标将残留物质量分数降至0.5%以下，满足Mini LED显示模组（焊点间距＜100μm）的高洁净度需求。

2. 耐高温无卤焊膏：开发熔点227℃的SnSb合金体系，适配第三代半导体SiC功率模块（工作结温175℃）。

3. 纳米掺杂技术：通过添加纳米银颗粒（50-100nm）提升焊膏导热系数（＞80W/m·K），满足AI服务器GPU封装的散热需求。

通过以上技术方案，免洗型焊锡膏在减少清洁工序的同时，可实现高扩展性印刷和高可靠性焊接，成为消费电子、汽车电子、5G通信等领域提升生产效率的关键材料。

实际应用中需结合具体设备和基板特性进行参数微调效果极好。