无铅低温锡膏系列
Sn42/Bi58
一． 简介
无铅锡膏系列是基于当今SMT生产工艺的一种免清洗型焊锡膏。采用特殊的助焊膏与氧化物含量极少的球形锡粉炼制而成。具卓越的连续印刷解像性；此外，本制品所含有的助焊膏，采用具有高信赖度的低离子性活化剂系统，使其在回焊之后的残留物极少且具有相当高的绝缘阻抗，无需清洗也能拥有极高的可靠性。另外，本公司无铅锡膏可提供不同合金成份、不同锡粉粒径以及不同的金属含量，以满足客户不同产品及工艺的要求。
二． 产品特点
1． 印刷滚动性及落锡性好，对低至0.3mm间距焊盘也能完成精美的印刷（T6）；
2． 连续印刷时，其粘性变化极少，钢网上的可操作寿命长，超过12小时仍不会变干，仍保持良好的印刷效果；
3． 印刷后数小时仍保持原来的形状，基本无塌落，贴片元件不会产生偏移；
4． 具有极佳的焊接性能，可在不同部位表现出适当的润湿性；
5． 可适应不同档次焊接设备的要求，无需在充氮环境下完成焊接，在较宽的回流焊炉温范围内仍可表现良好的焊接性能。用“升温---保温式”或“逐步升温式”两类炉温设定方式均可使用；
6． 焊接后残留物极少，颜色很浅且具有较大的绝缘阻抗，不会腐蚀PCB，可达到免洗的要求；
7． 具有较佳的ICT测试性能，不会产生误判；
8． 有针对BGA产品而设计的配方，可解决焊接BGA方面的难题。
9． 可用于通孔滚轴涂布（Paste in hole）工艺。
三． 技术特性
1． 产品检验所采用的主要标准和方法：ANSI/J-STD-004/005/006；JIS Z 3197-86；JIS Z 3283-86；IPC-TM-650
2． 锡粉合金特性
（1） 合金成份
序号(No.) | 成份（Ingredients） | 含量（Content）Wt% |
1 | 锡 (Sn) % | 42% |
2 | 铅 (Pb) % | <0.001 |
3 | 铜 (Cu) % | 0.5-0.7 |
4 | 金 (Au) % | ≤0.05 |
5 | 镉 (Cd) % | ≤0.002 |
6 | 锌 (Zn) % | ≤0.002 |
7 | 铝 (Al) % | ≤0.001 |
8 | 锑 (Sb) % | ≤0.02 |
9 | 铁 (Fe) % | ≤0.02 |
10 | 砷 (As) % | ≤0.01 |
11 | 铋 (Bi) % | 58% |
12 | 银 (Ag) % | 0.3-3.0 |
13 | 镍 (Ni) % | ≤0.005 |
注：每种锡粉合金的具体成份请参看锡粉质量证明资料，均乎合J-STD-006标准。
（2） 锡粉颗粒分布（可选）
型号 | 网目代号 | 直径（um） | 适用间距 |
T2 | -200/+325 | 45~75 | ≥0.65mm(25mil) |
T2.5 | -230/+500 | 25~63 | ≥0.65mm(25mil) |
T3 | -325/+500 | 25~45 | ≥0.5mm(20mil) |
| -400/+500 | 25~38 | ≥0.4mm(16mil) |
T5 | -400/+635 | 20~38 | ≤0.4mm(16mil) |
T6 | N.A. | 10~30 | Micro BGA |
（3） 合金物理特性
熔点 | 139 ℃ |
合金比重 | 8.4 g/cm3 |
硬度 | 14 HB |
热导率 | 50 J/M.S.K |
拉伸强度 | 44 Mpa |
延伸率 | 25 % |
导电率 | 11.0% of IACS |
（4） 锡粉形状：球形
3． 助焊剂特性
助焊剂等级 | ROLO | J-STD-004 | |
氯含量 | ＜0.02wt% | 电位滴定法 | |
表面绝缘阻抗
| 加温潮前 | ＞1×1013Ω | 25mil 梳形板 |
加温潮后 | ＞1×1012Ω | 40℃ 90%RH 96Hrs | |
水溶液阻抗值 | ＞1×105Ω | 导电桥表 | |
铜镜腐蚀试验 | 合格（无穿透腐蚀） | IPC-TM-650 | |
铬酸银试纸试验 | 合格（无变色） | IPC-TM-650 | |
残留物干燥度 | 合格 | In house | |
pH | 5.0 ± 0.5 | In house | |
4． 锡膏特性（以Sn63/Pb37 T3为例）
金属含量 | 85~91wt%（± 0.5） | 重量法（可选调） |
助焊剂含量 | 9~15wt%（± 0.5） | 重量法（可选调） |
粘度 | 900 Kcps ±10% Brookfield (5rpm) | Sn63, T3,90%metal for printing |
2000 Poise ±10% Malcolm (10rpm) | ||
触变指数 | 0.60 ± 0.05 | In house |
扩展率 | ＞92% | Copper plate(Sn63,90%metal) |
坍塌试验 | 合格 | J-STD-005 |
锡珠试验 | 合格 | In house |
粘着力（Vs暴露时间） | 48gF （0小时） | IPC-TM-650 ± 5% |
| 56gF （2小时） | |
| 68gF （4小时） | |
| 44gF （8小时） | |
钢网印刷持续寿命 | ＞12小时 | In house |
保质期 | 半年 | 5~10℃密封贮存 |
四． 应用
1． 如何选取用本系列锡膏
客户可根据自身产品及工艺的要求选择相应的合金成份、锡粉大小及金属含量（查看本资料相关内容），对于一般无铅系焊接体系，我们建议选择Sn42Bi58（焊接含银电极）合金成份，锡粉大小一般选T3（mesh –325/+500，25~45μm），对于Fine pitch，可选用更细的锡粉。
2． 使用前的准备
1) “回温”
锡膏通常要用冰箱冷藏，冷藏温度为5~10℃为佳。故从冷箱中取出锡膏时，其温度较室温低很多，若未经“回温”，而开启瓶盖，则容易将空气中的水汽凝结，并沾附于锡浆上，在过回焊炉时（温度超过200℃），水份因受强热而迅速汽化，造成“爆锡”现象，产生锡珠，甚至损坏元器件。
回温方式：不开启瓶盖的前提下，放置于室温中自然解冻； 回温时间：4小时左右
注意：①未经充足的“回温”，千万不要打开瓶盖； ②不要用加热的方式缩短“回温”的时间。
2) 搅拌
锡膏在“回温”后，于使用前要充分搅拌。
目 的： 使助焊剂与锡粉之间均匀分布，充分发挥各种特性；
搅拌方式： 手工搅拌或机器搅拌均可； 搅拌时间： 手工：4分钟左右 机器：1~3分钟;
搅拌效果的判定：用刮刀刮起部分锡膏，刮刀倾斜时，若锡膏能顺滑地滑落，即可达到要求.
（适当的搅拌时间因搅拌方式、装置及环境温度等因素而有所不同，应在事前多做试验来确定）。
3． 印刷
大量的事实表明，超过半数的焊接不良问题都与印刷部分有关，故需特别注意。
Ø 钢网要求
与大多数锡膏相似，若使用高品质的钢网和印刷设备，本系列锡膏更能表现出优越的性能。无论是用于蚀刻还是光刻的钢网，均可完美印刷。对于印刷细间距，建议选用光刻钢网效果较好。对于0.65~0.4mm间距，一般选用0.12~0.20mm厚度的钢网。钢网的开口设计方式对焊接品质尤为重要，客户若需要，本公司可提供这方面的技术支持。
Ø 印刷方式
人工印刷或使用半自动和自动印刷机印刷均可。
Ø 钢网印刷作业条件
本系列锡膏为非亲水性产品，对湿度并不敏感，可以在较高的湿度（最高相对湿度为80%）条件下仍能使用。
以下是我们认为比较理想的印刷作业条件。针对某些特殊的工艺要求作相应的调整是十分必要的。
刮刀硬度 | 60 ~ 90HS（金属刮刀或聚胺甲酸脂刮刀） |
刮印角度 | 450 ~ 600 |
印刷压力 | （2 ~ 4）× 105pa |
印刷速度 | 正常标准： 20 ~ 40mm/sec 印刷细间距时：15 ~ 20mm/sec 印刷宽间距时：50 ~ 100mm/sec |
环境状况 | 温度： 25 ± 3℃ 相对湿度：40 ~ 70% 气流： 印刷作业处应没有强烈的空气流动 |
Ø 印刷时需注意的技术要点：
①． 印刷前须检查刮刀、钢网等用具。
*确保干净，没灰尘及杂物（必要时要清洗干净），以免锡膏受污染及影响落锡性；
*刮刀口要平直，没缺口；
*钢网应平直，无明显变形。开口槽边缘上不可有残留的锡浆硬块或其他杂物；
②． 应有夹具或真空装置固定底板，以免在印刷过程中PCB发生偏移，并且可提高印刷后钢网的分离效果；
③． 将钢网与PCB之间的位置调整到越吻合越好（空隙大会引至漏锡，水平方向错位会导致锡膏印刷到焊盘外）；
④． 刚开始印刷时所加到钢网上的锡膏要适量，一般A5规格钢网加200g左右、B5为300g左右、A4为400g左右；
⑤． 随着印刷作业的延续，钢网上的锡膏量会逐渐减少，到适当时候应添加适量的新鲜锡膏；
⑥． 印刷后钢网的分离速度应尽量地慢些；
⑦． 连续印刷时，每隔一段时间（根据实际情况而定）应清洗钢网的上下面（将钢网底面粘附的锡膏清除，以免产生锡球），清洁时注意千万不可将水份或其他杂质留在锡膏及钢网上；
⑧． 若锡膏在钢网上停留太久（或自钢网回收经一段较长时间再使用的锡膏），其印刷性能及粘性可能会变差，添加适量本公司的专用调和剂，可以得到相应的改善；
⑨． 应注意工作场所的温湿度控制，另外应避免强烈的空气流动，以免加速溶剂的挥发而影响粘性；
⑩． 作业结束前应将钢网上下面彻底清洁干净，（特别注意孔壁的清洁）。
4． 印刷后的停留时间
锡膏印刷后，应尽快完成元器件的贴装，并过炉完成焊接，以免因搁置太久而导致锡膏表面变干，影响元件贴装及焊接效果，一般建议停留时间最好不超过12小时。
5． 回焊温度曲线（参看附页曲线图）
6． 
焊接后残留物的清除
本系列无铅锡膏在焊接后的残留物极少且颜色很淡，呈透明状，具有相当高的绝缘阻抗，不必清洗。如客户一定要清洗，建议使用一般合符自身工艺要求的清洗剂。
7． 回焊后的返修作业
经回焊后，若有少量不良焊点，则可用电烙铁、锡线、助焊剂进行返修作业，但建议客户在返修时最好使用与本锡膏体系相兼容的锡线和助焊剂，以免产生某些不良反应。
五． 包装与运输
每瓶500g，宽口型塑胶（PE）瓶包装，并盖上内盖密封封装，送货时可用泡沫箱盛装，每箱最多20瓶，保持箱内温度不超过35℃。
六． 储存及有效期
当客户收到锡膏后应尽快将其放进冰箱储存，建议储存温度为5℃~10℃。
l 温度过高会相应缩短其使用寿命，影响其特性；
l 温度太低（低于0℃）则会产生结晶现象，使特性恶化；
在正常储存条件下，有效期为6个月。
注：锡浆从冰箱中被取出后，要先于室温中“回温”（4小时左右）后，才能打开瓶盖使用。
七． 健康与安全方面应注意事项
注意：以下资料仅提供给使用者作参考，用户在使用前应了解清楚。
详细内容请查阅本品物料安全数据表（MSDS）
本制品不含受管制的特定化学物质，也不含有机溶剂中毒预防规则中所规制的有机溶剂，但仍需作必要的防范措施，以确保人体健康及安全。对于含铅成份的产品，其操作应依据劳动安全卫生法及铅中毒预防规则执行。
1． 锡膏是一种化学产品，混合了多种化学成份，应切记避免多次数近距离嗅闻其气味，更不可食用。
2． 在焊接过程中，锡膏中的助焊剂产生的部分烟雾会对人体的呼吸系统产生刺激，长时间或一再暴露在其废气中可能会产生不适，因此应确保作业现场通风良好，焊接设备必须安装充足的排气装置，将废气排走。
3． 应有必要的防范措施避免锡膏接触皮肤和眼睛。若不慎接触到皮肤，则应立即用沾有酒精的布将该处擦干净，再用肥皂和清水彻底清洗干净。若不慎让锡膏接触眼睛，则需立即用清水冲洗10分钟以上，并尽快送医院医治。
4． 作业过程中不允许饮食、抽烟，作业后须先用肥皂或温水洗手后才能进食。
5． 虽然本品之溶剂系统闪点极高，但仍然易燃，应避免接近火源。若不慎着火，可用二氧化碳或化学干粉灭火器进行灭火，千万不可用水灭火。
6． 废弃的锡膏和清理后沾有锡膏污渍的清洁布不能随意掉弃，应将其装入封密容器中，并按国家和地方的相关法规处置。
回焊温度曲线图[Sn42Bi58]
以下是我们建议的热风回流焊工艺所采用的温度曲线，可以用作回焊炉温度设定之参考。该温度曲线可有效减少锡膏的垂流性以及锡球的发生，对绝大多数的产品和工艺条件均适用。
A. 预热区 （加热通道的25~33%）
在预热区，焊膏内的部分挥发性溶剂被蒸发，并降低对元器件之热冲击：
*要求：升温速率为1.0~3.0℃/秒；
*若升温速度太快，则可能会引起锡膏的流移性及成份恶化，造成锡球及桥连等现象。同时会使元器件承受过大的热应力而受损。
B. 浸濡区 （加热通道的33~50%）
在该 区助焊开始活跃，化学清洗行动开始，并使PCB在到达回焊区前各部温度均匀。
*要求：温度：110~130℃ 时间：90~150秒 升温速度：＜2℃/秒
C. 回焊区
锡膏中的金属颗粒熔化，在液态表面张力作用下形成焊点表面。
* 要求：最高温度：175~180℃ 时间：180℃，50~80秒（Important）
* 若峰值温度过高或回焊时间过长，可能会导致焊点变暗、助焊剂残留物碳化变色、元器件受损等。
* 若温度太低或回焊时间太短，则可能会使焊料的润湿性变差而不能形成高品质的焊点，具有较大热容量的元器件的焊点甚至会形成虚焊。
D. 冷却区
离开回焊区后，基板进入冷却区，控制焊点的冷却速度也十分重要，焊点强度会随冷却速率增加而增加。
* 要求：降温速率＜4℃ 冷却终止温度最好不高于75℃
* 若冷却速率太快，则可能会因承受过大的热应力而造成元器件受损，焊点有裂纹等不良现象。
* 若冷却速率太慢，则可能会形成较大的晶粒结构，使焊点强度变差或元件移位。
注：
Ø 上述温度曲线是指焊点处的实际温度，而非回焊炉的设定加热温度（不同）
Ø 上述回焊温度曲线仅供参考，可作为使用者寻找在不同制程应用之最佳曲线的基础。实际温度设定需结合产品性质、元器件分布
状况及特点、设备工艺条件等因素综合考虑，事前不妨多做试验，以确保曲线的最佳化。
Ø 本型号系列锡膏除可采用上述“升温-保温”型加热方式外，也可采用“逐步升温”型加热方式。
