钎料膏的性能参数主要有黏度、密度、熔点、触变性能及储存性能等。
1.黏度
钎料膏是一种流体,它具有流变性,在外力作用下能产生流动。通常将流体分为以下几种类型:牛顿(理想)流体、塑性流体、假塑性流体、膨胀流体及触变性流体。
黏度是流体的重要物理性能,以公式K=s/r来表示,即黏度定义为恒定的剪切应力s与恒定的剪切速率r之比值。若K为常数,则称为牛顿流体;若K为变量,则为非牛顿流体。
钎料膏属触变性流体,基本上与假塑性流体相同。当剪切速率增加时,这两类流体的表观黏度都减小,只是触变性流体要经过一定时间才能返回原始黏度。当剪切速率恒定时,假塑性流体的黏度将为定值,而触变性流体的黏度将随时间增加有下降的趋势,达到平衡时才为定值。
钎料膏的上述特性在印刷和再流焊过程中极为有用。钎料膏在印刷时,由于受刮刀压力的作用开始流动,通过丝网或漏板的孔眼流到印制电路板(PCB)上。当刮刀压力消失时,钎料膏恢复到原来的高黏度状态,这样才能在PCB上留下精确的图形。在再流焊时,环境温度同样影响钎料膏的黏度。图4-12所示为在恒定剪切速率下钎料膏黏度随时间的变化曲线。根据黏度变化可将印制过程分为搅拌、刮动、印刷及流平四个阶段,如图4-13所示。
图4-12 在恒定剪切速率下钎料膏黏度随时间的变化曲线 Fig.4-12 Curve of solder paste viscosity vs time
图4-13 印制过程中钎料膏黏度的变化 Fig.4-13 Different moment of solder paste at printing
.密度、合金钎料粉成分、配比以及钎剂含量
前面已经提到,钎料膏中合金钎料粉和钎剂的组成以及两者的配比对钎料膏的特性有很大影响。通常在介绍钎料膏时必须说明合金钎料粉的成分、配比以及钎料粉与钎剂的配比或者钎剂的含量。而钎料膏的密度直观地反映了钎料膏中合金粉的组成以及钎剂的含量,也可作为影响钎料膏性能的重要参数。(www.xing528.com)
3.熔点与相应的再流焊温度
钎料膏的熔点主要取决于合金钎料粉的成分与配比。随着钎料膏组成和熔点的不同,需采用不同的再流焊温度,而焊接效果和性能也各不相同。
4.合金钎料粉的形状和粒度
大多数钎料膏都采用球形钎料粉,而粒度最适用的范围为200~325目,超出此范围的钎料粉以不多于10%为宜。对细间距器件的组装,需采用更细的钎料粉,其粒度为270~500目或325~500目。
5.触变指数和坍落度
钎料膏作为触变性流体,触变指数是其重要参数。
钎料膏的坍落度主要与钎料膏的黏度和触变性有关,即钎料膏的黏度和触变性在很大程度上控制着印刷后图形的保持特性,而且也影响着再流焊后钎料膏的坍落情况,图4-14所示为钎料膏触变指数与坍落度的关系。当触变指数高,坍落度就小;触变指数低,则坍落度就大。
图4-14 钎料膏触变指数与坍落度的关系 Fig.4-14 Collapse of solder paste in different accelerant index
6.工作寿命和储存寿命
由于钎料膏的性能,尤其是黏度随时间和室温而变化,在一定时间后,钎料膏将丧失原有特性而不能使用。通常对钎料膏规定了工作寿命和储存寿命两个期限。工作寿命是指钎料膏从被施加到PCB上至贴装元器件之前的不失效时间,一般要求为12~24h,有时需达到72h。储存寿命是指钎料膏能够不失效的正常使用之前的低温或室温保存时间,要求在2~5℃下储存3~6个月。目前已研制出在常温下能保存3~6个月的钎料膏。
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