解决SMT回流焊开裂：高温锡膏的优势与应用技巧-深圳福英达
解决SMT回流焊开裂：高温锡膏的优势与应用技巧
低温锡膏凭借其低熔点、环保性、工艺适配性及性能优化特性，成为精密元器件焊接的“守护神”，在保护热敏感元件、提升生产效率、推动绿色制造及适应新兴领域需求方面发挥了不可替代的作用。以下从多个维度分析其核心优势：
一、高温锡膏的核心优势
高焊接强度与抗热疲劳性
高温锡膏（如SAC305、SAC387等）通过优化合金成分（如提高银含量或添加Bi、Sb、Ni等元素），显著提升焊点在高温环境下的机械强度和抗蠕变性能。其焊点在温度循环中不易因热膨胀系数差异（CTE mismatch）产生疲劳裂纹，尤其适用于汽车电子、工业控制等需长期承受高温振动的场景。
抑制金属间化合物（IMC）过度生长
高温工艺通过精确控制回流峰值温度和液相线以上时间（TAL），抑制焊料与焊盘镀层（如Cu、Ni）间IMC的过度生长。IMC层过厚会形成脆性结构，削弱焊点可靠性，而高温锡膏的合金设计可减缓这一过程，延长焊点寿命。
福英达锡膏采用独特的焊料合金配方及助焊剂体系，可在高温焊接过程中形成更均匀的IMC层，避免局部过厚导致的应力集中，显著提升焊点长期可靠性。
减少空洞率
高温锡膏的流动性优化设计（如调整锡粉粒度分布、助焊剂活性）可降低焊接空洞率。空洞是焊点失效的重要诱因，尤其在高温下，空洞会加剧热应力集中。通过优化钢网开孔形状（如条形、HOME型）和印刷参数（如刮刀压力、速度）、炉温曲线（如升温斜率、保温时间等），可进一步减少空洞，提升焊点完整性。
福英达微米级锡膏通过超细粒径（如10μm以下）和均匀粒度分布，显著改善了焊膏的填充性和流动性，尤其适用于高密度封装（如QFN、BGA）的窄间距焊接，空洞率可控制在5%以内。
兼容高Tg值基板材料
高温应用常选用高玻璃化转变温度（Tg≥170°C）的PCB基材（如FR-4 High Tg、聚酰亚胺、BT树脂），以减少高温下的分层和变形风险。高温锡膏的合金体系与这类基材的热膨胀系数更匹配，可降低焊点因基板变形产生的应力。
福英达针对高Tg基板开发了专用锡膏，通过优化合金成分与助焊剂配方，有效缓解了基板与焊点间的热应力差异，尤其适用于汽车电子和工业控制领域的高可靠性需求。
二、高温锡膏的应用技巧
温度曲线优化
预热区：升温斜率控制在1-3°C/s，充分活化助焊剂并蒸发溶剂，避免热冲击和溅锡。
保温区（活性区）：时间延长至60-120秒，温度设定在焊膏熔点以下20-40°C（如SAC305为180-200°C），确保助焊剂彻底清洁焊盘和元件引脚。
回流区（峰值区）：峰值温度高于焊膏熔点25-35°C（如SAC305推荐235-245°C），TAL控制在45-90秒，抑制IMC过度生长和铜溶解。
冷却区：降温斜率建议<4°C/s，快速冷却形成细腻焊点微观组织，但需避免过快冷却导致应力增加。
福英达锡膏的活性温度窗口更宽，可适应不同设备的温度曲线偏差，尤其适用于对回流温度控制精度要求较高的场景（如共晶焊接或微型器件焊接）。
钢网设计与印刷控制
开孔优化：针对高温焊膏流动性稍差的特点，适当增大开孔尺寸或采用条形、HOME型开孔，确保焊膏充分转移。对0402以下小元件、QFN、BGA等需防桥连和少锡设计。
印刷参数：严格控制刮刀压力、速度、脱模距离和速度，保证焊膏成型良好。使用专用治具或磁性顶针确保PCB与钢网零间隙贴合。
SPI检测：采用锡膏检测仪（SPI）监控印刷体积、高度、面积和偏移量，及时发现印刷不良。
福英达微米级锡膏因粒径更细，对钢网开孔精度要求更高，建议采用激光切割纳米涂层钢网或电铸钢网并配合真空印刷技术，以进一步提升印刷质量。
元件与基板选择
耐高温元器件：选用工作温度和存储温度上限远高于实际应用环境温度的元件，关注温度等级标识（如汽车级AEC-Q认证）。
高Tg基板：选用Tg≥170°C的覆铜板材料，减少高温分层风险，并关注PCB的CTE匹配性。
底部填充胶：对大尺寸BGA、QFN等易受应力影响的器件，采用耐高温底部填充胶（Underfill）或边缘邦定胶（Corner Bond），分散应力并提升抗热冲击能力。
工艺监控与检测
AOI检测：回流焊后设置自动光学检测站，检查焊点外观缺陷（如少锡、多锡、偏移、桥连、立碑、虚焊等）。
X-Ray检测：对BGA、QFN等底部焊点不可见器件进行X-ray检测，控制空洞率<20%，检查焊球形态和裂缝。
可靠性测试：进行高温存储试验（HTSL）、温度循环试验（TCT）和高温运行寿命试验（HTOL），验证焊点在高温下的长期稳定性。
福英达锡膏通过严格的可靠性测试验证，其焊点在-55°C至+175°C温度循环下可承受1000次以上循环无开裂，满足汽车电子和航空航天领域的高标准要求。
三、高温锡膏的典型应用场景
汽车电子：发动机控制单元（ECU）、电池管理系统（BMS）等需承受高温和振动的部件。
工业控制：变频器、伺服驱动器等功率器件的焊接。
航空航天与军事设备：对可靠性和耐温性要求极高的极端环境应用。
功率器件封装：如IGBT模块、MOSFET等需高电流承载能力的器件。
-未完待续-
*免责声明:本文由作者原创。文章内容系作者个人观点，转载仅为了传达一种不同的观点，不代表对该观点赞同或支持，如有侵权，欢迎联系我们删除!除了“转载”文章，本站所刊原创内容著作权属于深圳福英达，未经本站同意授权，不得重制、转载、引用、变更或出版。
返回列表
