錫膏的制備是材料科學與精密工藝的深度融合,其核心在于將金屬合金粉末與助焊劑精準配比,通過多道工序實現(xiàn)微觀結構的均勻性與宏觀性能的穩(wěn)定性。以下從原料篩選到成品檢測的全流程,揭示錫膏制造的 “分子級” 奧秘。
一、原料精選:微米級精度的起點
錫膏的核心成分由金屬合金粉末(占比 85-92%)與助焊劑(占比8-15%)構成,兩者的純度與粒徑直接決定焊接性能:
金屬合金粉末采用純度≥99.9%的錫基合金(如SnAgCu、SnBi、SnZn),通過氣霧化或離心霧化工藝制成球形顆粒。根據(jù)應用場景,顆粒度分為T1(75-150μm)至T10(1-3μm)等級,例如新能源汽車電池模組焊接需T6級(5-15μm)粉末,確保印刷精度與抗振性。
助焊劑由樹脂(載體)、有機酸(活性劑)、二元醇醚(溶劑)、觸變劑復配而成。例如無鉛錫膏常用松香基樹脂,活性劑選擇己二酸,溶劑控制表面張力在 25-35mN/m,酸值5-20mgKOH/g,確保在120-260℃范圍內有效活化。
原料的純度和穩(wěn)定性需嚴格管控。金屬粉末需通過 ICP-MS檢測雜質(鉛、鎘等<5ppm),助焊劑需測定黏度(50-150Pa?s)與表面絕緣電阻(>10^13Ω),確保成分穩(wěn)定性。
二、工藝突破:四步實現(xiàn) “分子級” 均勻性
先將原料進行預混合。將金屬粉末與助焊劑按配方比例(如 89:11)投入雙行星攪拌機,在真空環(huán)境下以50-100rpm低速攪拌5-10分鐘,使粉末初步浸潤。此階段需控制環(huán)境溫濕度(20-25℃,濕度≤40%),防止助焊劑吸濕或金屬氧化。
然后對原料進行研磨分散。預混料進入三輥軋機,通過間隙 0.05-0.1mm的軋輥反復擠壓,將金屬顆粒與助焊劑充分融合。精密錫膏需研磨3-5次,直至顆粒分布均勻(D50≤目標粒徑的 ±10%)同時避免溫度過高導致溶劑揮發(fā)。
接下來到均質攪拌階段。研磨后的膏體轉入真空攪拌機,以 200-300rpm高速攪拌15-20分鐘,通過剪切力使金屬顆粒均勻分散,黏度穩(wěn)定在50-150Pa?s。此步驟需實時檢測黏度(旋轉黏度計),確保不同批次一致性誤差<5%。
到這一步錫膏制作就完成大半部分了,接下來進入成品的檢測階段。需對錫膏的物理和化學性能進行測試,檢測過程需用各種精密儀器設備,模擬錫膏的使用環(huán)境和過程,確保錫膏的可靠性和穩(wěn)定性。主要包括:
1、粒度分析:激光粒度儀測定顆粒分布,剔除粗顆粒(>目標粒徑 150%)與細粉(<目標粒徑20%),確保印刷時不堵網、不塌陷。
2、活性測試:在 180℃下加熱10分鐘,觀察助焊劑去除銅箔氧化膜的能力,要求表面銅鏡光澤度>90%。
3、回流焊驗證:模擬焊接曲線(如無鉛錫膏 245℃峰值),檢測焊點空洞率(<5%)、潤濕面積(≥95%焊盤),確保焊接可靠性。
檢測合格后,錫膏以氮氣保護灌裝(氧含量<100ppm),分裝為500g /罐或1kg /桶,還有針筒包裝等,貼標注明成分、批號、有效期(通常 6-12個月),儲存于0-10℃冷藏庫15。
三、關鍵控制點:工業(yè)級精度的保障
錫膏的制備環(huán)境和設備要求嚴格。整個制備過程在萬級潔凈室(塵埃粒子≤352000個/m3)進行,避免雜質污染。設備需嚴格校準,每周校準軋輥間隙(精度 ±0.001mm)、攪拌機轉速(誤差 ±2%),確保工藝重復性。同時為了方便批次追溯,每個批次保留 50g樣品,記錄原料批號、工藝參數(shù)、檢測數(shù)據(jù),實現(xiàn)全流程可追溯。
從高純度金屬的霧化成型,到助焊劑的納米級復配;從三輥軋機的微米級研磨,到全流程檢測的嚴苛標準,錫膏制備的每一步都詮釋著 “細節(jié)決定品質” 的工業(yè)哲學。作為深耕行業(yè)13年的先進封裝材料供應商,傲牛科技以自動化產線與智能化檢測(誤差<1%),為客戶提供覆蓋低溫、高溫、高導體系的定制化合金配方,以及從錫膏選型到產線調試的全流程技術支持,助力電子制造從 “可靠連接” 到 “極致可靠” 的跨越。
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