PCB科技 - PCB工藝如何選擇錫膏（錫膏選擇）

印刷電路板 process How to choose solder paste (Solder paste selection)

對於無鹵素政策，公司要求我對一些新的錫膏進行鑒定。 我找到了一些數據並詢問了一些專家。 事實證明，關於錫膏有很多知識。 調整回流曲線，查看可焊性是否良好。 我沒想到事情沒有那麼簡單。

由於公司使用的電子零件越來越小，現時使用的最小零件是0402。 至於0201，我真不敢用。 恐怕在高濕度環境中會短路。 而且，公司的產品必須通過高溫高濕環。 囙此，應特別注意所選焊膏的SIR（表面絕緣電阻）值的效能。

事實上, 焊膏的質量將直接影響電子產品的可焊性質量, 因為現在幾乎所有的電子零件都是通過 SMT公司公司(Surface Mount Technology) process and are connected to the 電路板 (印刷電路板) through the solder paste. 因此, 選擇適合公司產品的錫高度非常重要.

判斷錫膏質量, in addition to its solderability (Solderability) and collapse resistance (Slump), 以下是我認為好的錫膏必須具備的特徵, 錫膏製造商也應提供這些測試項目供客戶參攷. 當然, 如果你可以選擇一些項目來測試自己，以證明製造商的錫膏確實和他們聲稱的一樣好, 那會更好.

[Electron migration] The phenomenon is that when there is a potential difference between adjacent two ends, metal conductive 材料 (such as tin, 銀, 銅, 等.) grow from one end of the electrode to the other in a plexus-like manner. 它生長的介質是導體, 如果焊劑有輕微的導電性並且存在於相鄰的兩端, 很容易產生電子遷移, 尤其是在高溫高濕條件下.

Corrosion test
Print the solder paste on the bare copper board and place it in a 40°C + 93%RH (humidity) environment for 10 days after reflow soldering, 然後觀察其腐蝕狀態.

Ionic Contamination
Wetting test (IPC J-STD-005)

Solder ball tset (IPC J-STD-005)
Strictly speaking, 有兩種類型的錫球, 一種是微焊球，另一種是焊道.

The typical causes of micro-solder ball are:

The solder paste collapses outside the solder pad. 當再流焊重新熔化焊膏時, 在焊盤外部塌陷的焊膏無法返回到焊點並形成衛星焊球.
在回流焊接過程中，助焊劑迅速逸出，並將錫膏帶出焊盤外部, 錫膏粉氧化會更嚴重.

錫膏抗氧化性

如果是小批量和多樣化的生產線，您需要在生產過程中頻繁更換生產線。 換線後，需要確認錫膏印刷質量並調整機器。 錫膏在印刷後通常需要等待一段時間才能進入回流焊爐。 此時，錫膏的抗氧化性將變得非常重要。

Slump test (IPC J-STD-005)
The collapse test is generally used to detect the fine pitch printability of solder paste. 音高為0.5mm稱為細間距, 音高為0.4mm稱為超細瀝青. 此外, 它還可以幫助檢查錫膏在印刷後和回流焊前可以停留多長時間.

測試方法是檢查列印後的塌陷情况, 將其設定為25++/-5C室溫20分鐘, 然後加熱至180C，持續15分鐘, 等待冷卻，檢查錫膏是否塌陷, 然後每小時和4小時檢查並記錄一次. 最好保存照片.

此外, the following are the items I think I can do when evaluating a new solder paste
Solder bead rate
Solder ball rate
Solder bridge rate
Wetting ability (Climbing tin ability)
Testability issues to consider

Flux residium rate (flux residue rate) and ICT (In Circuit Tester) fault reject rate (open and short needle bed test error rate).
當焊盤上的焊劑殘留過多時 電路板, 這將新增ICT的誤判率, 因為磁通量會封锁測試銷和上的測試點之間的接觸 電路板. 此外, 焊盤之間的焊劑殘留物 電路板 and the solder pads may also cause electron migration (Electromigration) under high temperature and high humidity and cause slight current leakage. 隨著時間的推移, 電子產品的質量將不穩定. 如果發生在蓄電池電路上, 這將導致電力消耗. 當然, this leakage phenomenon depends on the surface resistance (SIR) of the flux.