SMT生产辅料的选择和管理

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【摘 要】本文结合SMT产线生产实际需要，阐述了锡膏、助焊剂、贴片胶、洗板水等几种主要SMT生产辅助材料的作用、质量判别与选择方法、日常保管方式及使用要点。
【关键词】SMT生产辅料；锡膏；助焊剂；贴片胶
在SMT生产过程中，经常要用到锡膏、助焊剂、贴片胶等辅助材料。确保这些辅助材料的质量并进行妥善管理，对整个产线的生产效率和产品质量起着致关重要的作用。
1 锡膏
锡膏是由合金焊料粉、焊剂和一些添加剂混合而成的膏状物质。在SMT生产过程中，它被用来完成各种表面组装元器件在PCB板上的连接。质量合格的锡膏应该具有一定粘性、良好的触变性、良好的印刷性能和再流焊性能，并在贮存时具有稳定的性质。按熔点的高低分，锡膏可以分为高温和低温锡膏，其中高温焊膏的熔点大于250℃，低温焊膏熔点小于150℃。市场上常见的焊膏熔点一般为179℃-183℃。按焊剂的活性不同，可将锡膏分为无活性（R），中等活性（RMA）和活性（RA）焊膏。常用的为中等活性焊膏。
1.1 锡膏的选择
SMT生产中使用的焊膏应该满足以下几点要求：
具有较长的贮存寿命。在0-10℃条件下能够保存3-6个月，贮存时不会发生化学变化，也不会出现焊料粉和焊剂分离的现象，并保持其粘度和粘接性不变。
具备良好的润湿性能。要正确选用焊剂中活性剂和润湿剂成分，以便达到润湿性能要求。
有较长的工作寿命。锡膏在被印刷或涂敷到PCB板上后，以及在后续再流焊预热过程中，能够在常温下放置12-24小时而性能基本保持不变，保持原来的形状和大小，不产生堵塞。
焊接过程中不发生焊料飞溅。这主要取决于焊膏的吸水性、焊膏中溶剂的类型、沸点和用量以及焊料粉中杂质类型和含量。
有较好的焊接强度。在焊接完成后应确保不会因振动等因素出现元器件脱落。
焊后残留物稳定性能好，无腐蚀，有较高的绝缘电阻，且易清洗。
1.2 锡膏的使用及管理
在SMT生产车间里，领取焊膏时一般要求登记时间、失效期、型号，并为每罐焊膏编号。然后将它们保存在恒温、恒湿的冰箱内，温度控制在2-10℃。焊膏使用时，应做到先进先出的原则，至少提前2小时从冰箱中取出，写下取出时间、编号、使用者，并密封置于室温下，不能把焊膏置于热风器、空调等旁边加速它的升温。待焊膏达到室温时方可打开，如果在低温下打开，容易吸收水汽，从而在再流焊时产生锡珠。焊膏达到室温后，在开封前使用离心式的搅拌机进行搅拌，使焊膏中的各成分均匀，降低焊膏的粘度。焊膏开封后，原则上应在当天内一次用完，超过时间使用期的焊膏绝对不能使用。
如果焊膏置于网板上超过30分钟未使用，一般要重新用搅拌机搅拌后再使用。若中间间隔时间较长，应将焊膏重新放回罐中并盖紧瓶盖放于冰箱中冷藏。同时，焊膏印刷在PCB板上后，应在24小时内完成元器件的贴装，超过时间要把PCB板上的焊膏清洗后重新进行印刷。焊膏印刷时的最佳环境温度为23℃±3℃，相对湿度以55±5%为宜。湿度过高，焊膏容易吸收水汽，在再流焊环节产生锡珠。
2 助焊剂
助焊剂（flux）是保证焊接过程顺利进行的辅助材料，它能够清除焊接金属表面的氧化膜，在焊接物表面形成一液态的保护膜隔绝高温时四周的空气， 防止金属表面的再氧化，降低焊锡的表面张力，增加其扩散能力。助焊剂以松香为主要成分，还包括成膜剂、活化剂、表面活性剂和溶剂等。衡量助焊剂质量的主要指标包括外观、物理稳定性、比重、固态含量、可焊性、卤素含量、水萃取液电阻率、铜镜腐蚀性、表面绝缘电阻、酸值等。在选择助焊剂时，对上述指标一一进行直接测试比较困难，一般可采用看颜色、闻气味、测比重、观察上锡情况、测阻抗等方法进行质量判别，良好的助焊剂外观应均匀一致，透明，无异物，无沉淀、浑浊和分层现象，包装应密封，不能有渗漏痕迹。
市场上的助焊剂有无机系列、有机系列和树脂系列三种，根据是否需要清洗，又分为免清洗和清洗型助焊剂。具体选择何种助焊剂，要结合产品和SMT设备及工艺状况来确定。例如，高精度电子产品一般可选择高档次免清洗助焊剂，而多采用单面裸铜板或预涂层板的低档电子产品可选择活性较强的松香型助焊剂，这样更能保证焊接效果。再如，发泡波峰焊炉应选择松香型助焊剂或发泡效果较好的免清洗型助焊剂等。
在保管助焊剂时，未开封的应尽量保存在阴凉、干燥、通风良好及阳光无法直射的地方或危险品仓库。无论是有铅助焊剂还是无铅助焊剂，在开封后都应注意少与空气接触，因为与空气长时间接触后，容易造成污染、焊膏氧化、助焊剂比例成分失调等，从而在焊接时产生锡球等不良现象。开盖时间要尽量短，当取出够用的助焊剂后立即盖好。剩余的助焊剂要尽快回收到专门的回收瓶内，并与空气隔绝保存，不能将剩余助焊剂放回未使用的助焊剂品牌盒子内，因此在取用助焊剂时要尽量准确估计当次助焊剂的使用量，用多少取多少。
3 贴片胶
在SMT生产过程中，为了避免在插件、过波峰焊过程中发生元器件、组件的脱落或移位，有时要使用到贴片胶。贴片胶又称红胶，它是在红色的膏体中均匀地分布着硬化剂、颜料、溶剂等的一种粘接剂，主要用来将元器件固定在印制板上，一般用点胶机或钢网印刷的方法来分配。贴片胶可分为环氧树脂型和丙稀酸型两大类型，一般生产中采用环氧树脂热固化类胶水，因为它热固化速度、快接连强度高、电特性较佳。丙稀酸胶水需紫外线照射固化，一般较少使用。
选择贴片胶时的基本要求包括包装内无杂质及气泡，可用于高速或超高速点胶机，胶点形状及体积一致，点断面高，无拉丝，颜色易识别，初粘力高，固化温度低、固化时间短，热固化时胶点不会下塌，高强度及弹性以抵挡波峰焊时之温度突变、固化后有优良的电特性和返修特性。
贴片胶的储存。胶水领取后应登记到达时间、失效期、型号，并为每瓶胶水编号。然后把胶水保存在恒温、恒湿的冰箱内，温度在1-10℃。
贴片胶的取用。胶水使用时，应做到先进先出的原则，应提前至少1小时从冰箱中取出，写下时间、编号、使用者、应用的产品，并密封置于室温下，待胶水达到室温时按一天的使用量把胶水用注胶枪分别注入点胶瓶里。注胶水时，应小心和缓慢地注入点胶瓶，防止空气泡的产生。
贴片胶的使用。把装好胶水的点胶瓶重新放入冰箱，生产时提前0.5-2小时从冰箱取出，标明取出时间、日期、瓶号，填写胶水（锡膏）解冻、使用时间记录表，使用完的胶水瓶用酒精或丙酮清洗干净放好以备下次使用，未使用完的胶水，标明时间放入冰箱存放。
4 洗板水
洗板水是用于清洗 PCB 电路板焊接过后表面残留的助焊剂与松香等用的化学工业清洗剂药水，由氯化溶剂、缓冲剂、防蚀剂、抗氧剂和表面活性剂等原料组成。它可以去除PCB板、印刷钢网上的助焊剂、松香、焊渣、油墨、手纹等污渍。
洗板水平时要密封贮存器在阴凉干燥处，在使用时应采用专门的超声波清洗仪清洗或浸泡清洗，并根据清洗工件表面污垢的数量和程度制定实际清洗时间，一般约1-10分钟。清洗完毕后的废液应该用专桶收集，再交由政府许可的回收商回收。
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[责任编辑：薛俊歌]