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無奈的云木蟲 (著名寫手)
科技信息經(jīng)理
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[交流]
【求助】錫膏 與導電銀膠 有什么區(qū)別?【無重復】 已有6人參與
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請問各位: “錫膏”與“導電銀膠”有什么區(qū)別么 請不吝指教! 在線等解答~ 謝謝~~ ? |
光電化學 |

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solder paster也稱焊錫膏,灰色或灰白色膏體,比重界乎:7.2-8.5。一般為五百克密封瓶裝,也有特別定做的如針銅包裝或一公斤包裝,與傳統(tǒng)焊錫膏相比,多了金屬成分。于零到十度間低溫保存(五至七度最佳),日前也有常溫保存錫膏面市,效果仍不甚理想。通常使用3#粉徑(25-45微米)之合金粉(因不同需要也有可能用到更細如4#及2.3#粗粉)與百分之八到十二的助焊膏在真空(氮氣保護)環(huán)境之均速攪拌而成 按環(huán)保分類為:有鉛錫膏如:錫鉛/錫鉛銀等與無鉛錫膏如:錫銀銅/錫銅/錫鉍等 按使用溫度分為:高如錫銅或錫銀銅系/常如錫銀鉍系/低溫如錫鉛鉍/錫鉍等錫膏 按是否需清洗分為:清洗型和免洗型. 按活性分為:高RA/中RMA/低R型 廣泛應用于SMT(表面元件貼裝)行業(yè)! [編輯本段]焊錫膏的主要成分及特性 成分及其作用 大致講來, 焊錫膏的成分可分成兩錫膏個大的部分, 即助焊劑和焊料粉(Flux&Solder powder)。 (一). 助焊劑的主要成分及其作用: A. 活化劑(Activation): 該成分主要起到去除PCB銅膜焊盤表層及零件焊接部位的氧化物質的作用, 同時具有降低錫,鉛表面張力的功效; B.觸變劑(Thixotropic): 該成份主要是調節(jié)焊錫膏的粘度以及印刷性能, 起到在印刷中防止出現(xiàn)拖尾、粘連等現(xiàn)象的作用; C. 樹脂(Resins): 該成份主要起到加大錫膏粘附性,而且有保護和防止焊后PCB再度氧化的作用;該項成分對零件固定起到很重要的作用; D. 溶劑(Solvent): 該成份是焊劑成份的溶劑,在錫膏的攪拌過程中起調節(jié)均勻的作用,對焊錫膏的壽命有一定的影響; 焊料粉 (二)、焊料粉: 焊料粉又稱錫粉主要由錫鉛合金組成,一般比例為63/3錫膏7; 另有特殊要求時,也有在錫鉛合金中添加一定量的銀、鉍等金屬的錫粉。概括來講錫粉的相關特性及其品質要求有如下幾點: A、錫粉的顆粒形態(tài)對錫膏的工作性能有很大的影響: A-1、重要的一點是要求錫粉顆粒大小分布均勻,這里要談到錫粉顆粒度分布比例的問題;在國內的焊料粉或焊錫膏生產(chǎn)廠商,大家經(jīng)常用分布比例衡量錫粉的均勻度:以25~45um的錫粉為例,通常要求35um左右的顆粒分度比例為60%左右的顆粒分度比例為60%左右,35um以下及以上部分各占20%左右; A-2、另外也要求錫粉顆粒形狀較為規(guī)則;根據(jù)“中華人民共和國電子行業(yè)標錫膏準《錫鉛膏狀焊料通用規(guī)范》(SJ/T 11186-1998)”中相關規(guī)定如下:“合金粉末形狀應是球形的,但允許長軸與短軸的最大比為1.5的近球形狀粉末。如用戶與制造廠達成協(xié)議,也可為其他形狀的合金粉末!痹趯嶋H的工作中,通常要求為錫粉顆粒長、短軸的比例一般在1.2以下。 A-3、如果以上A-1及A-2的要求項不能達到上述基本的要求,在焊錫膏的使用過程中,將很有可能會影響錫膏印刷、點注以及焊接的效果。 B、各種錫膏中錫粉與助焊劑的比例也不盡相同,選擇錫膏時,應根據(jù)所生產(chǎn)產(chǎn)品、生產(chǎn)工藝、焊接元器件的精密程序以及對焊接效果的要求等方面,去選擇不同的錫膏; B-1、根據(jù)“中華人民共和國電子行業(yè)標準《錫鉛膏狀焊料通用規(guī)范》(SJ/T 11186-1998)”中相關規(guī)定,“焊膏中合金粉末百分(質量)含量應為65%-96%,合金粉末百分(質量)含量的實測值與訂貨單預定值偏差不大于 /-1%;通常在實際的使用中,所選用錫膏其錫粉含量大約在90%左右,即錫粉與助焊劑的比例大致為90:10; B-2、普通的印刷制式工藝多選用錫粉含量在89-91.5%的錫膏; B-3、當使用針點點注式工藝時,多選用錫粉含量在84-87%的錫膏; B-4、回流焊要求器件管腳焊接牢固、焊點飽滿、光滑并在器件(阻容器件)端頭高度方向上有1/3至2/3高度焊料爬升,而焊錫膏中金屬合金的含量,對回流焊焊后焊料厚度(即焊點的飽滿程度錫膏)有一定的影響;為了證實這種問題的存在,有關專家曾做過相關的實驗,現(xiàn)摘抄其最終實驗結果如下表供參考: 從上表看出,隨著金屬含量減少,回流焊后焊料的厚度減少,為了滿足對焊點的焊錫量的要求,通常選用85%~92%含量的焊膏。 C、錫粉的“低氧化度”也是非常重要的一個品質要求,這也是錫粉在生產(chǎn)或保管過程中應該注意的一個問題;如果不注意這個問題,用氧化度較高的錫粉做出的焊錫膏,將在焊接過程中嚴重影響焊接的品質。 [編輯本段]無鉛錫膏的成分及最佳合金成分比較 根本的特性和現(xiàn)象 在無鉛錫膏在成分中,主要是由錫/銀/銅三部分組成,由銀和銅來代替原來的鉛的成分。 一、根本的特性和現(xiàn)象錫膏 在錫/銀/銅系統(tǒng)中,錫與次要元素(銀和銅)之間的冶金反應是決定應用溫度、固化機制以及機械性能的主要因素。按照二元相位圖,在這三個元素之間有三種可能的二元共晶反應。銀與錫之間的一種反應在221°C形成錫基質相位的共晶結構和ε金屬之間的化合相位(Ag3Sn)。銅與錫反應在227°C形成錫基質相位的共晶結構和η金屬間的化合相位(Cu6Sn5)。銀也可以與銅反應在779°C形成富銀α相和富銅α相的共晶合金?墒,在現(xiàn)時的研究中1,對錫/銀/銅三重化合物固化溫度的測量,在779°C沒有發(fā)現(xiàn)相位轉變。這表示很可能銀和銅在三重化合物中直接反應。而在溫度動力學上更適于銀或銅與錫反應,以形成Ag3Sn或Cu6Sn5金屬間的化合物。因此,錫/銀/銅三重反應可預料包括錫基質相位、ε金屬之間的化合相位(Ag3Sn)和η金屬間的化合相位(Cu6Sn5)。 和雙相的錫/銀和錫/銅系統(tǒng)所確認的一樣,相對較硬的Ag3Sn和Cu6Sn5 粒子在錫基質的錫/銀/銅三重合金中,可通過建立一個長期的內部應力,有效地強化合金。這些硬粒子也可有效地阻擋疲勞裂紋的蔓延。Ag3Sn和Cu6Sn5粒子的形成可分隔較細小的錫基質顆粒。Ag3Sn和Cu6Sn5粒子越錫膏細小,越可以有效的分隔錫基質顆粒,結果是得到整體更細小的微組織。這有助于顆粒邊界的滑動機制,因此延長了提升溫度下的疲勞壽命。 雖然銀和銅在合金設計中的特定配方對得到合金的機械性能是關鍵的,但發(fā)現(xiàn)熔化溫度對0.5~3.0%的銅和3.0~4.7%的銀的含量變化并不敏感。 機械性能對銀和銅含量的相互關系分別作如下總結2:當銀的含量為大約3.0~3.1%時,屈服強度和抗拉強度兩者都隨銅的含量增加到大約1.5%,而幾乎成線性的增加。超過1.5%的銅,屈服強度會減低,但合金的抗拉強度保持穩(wěn)定。整體的合金塑性對0.5~1.5%的銅是高的,然后隨著銅的進一步增加而降低。對于銀的含量(0.5~1.7%范圍的銅),屈服強度和抗拉強度兩者都隨銀的含量增加到4.1%,而幾乎成線性的增加,但是塑性減少。 在3.0~3.1%的銀時,疲勞壽命在1.5%的銅時達到最大。發(fā)現(xiàn)銀的含量從3.0%增加到更高的水平(達4.7%)對機械性能沒有任何的提高。當銅和銀兩者都配制較高時,塑性受到損害,如96.3Sn/4.7Ag/1.7Cu。 最佳合金成分 合金95.4Sn/3.1Ag/1.5Cu被認為是最佳的。其良好的性能是細小的微組織錫膏形成的結果,微組織給予高的疲勞壽命和塑性。對于0.5~0.7%銅的焊錫合金,任何高于大約3%的含銀量都將增加Ag3Sn的粒子體積分數(shù),從而得到更高的強度。可是,它不會再增加疲勞壽命,可能由于較大的Ag3Sn粒子形成。在較高的含銅量(1~1.7%Cu)時,較大的Ag3Sn粒子可能可能超過較高的Ag3Sn粒子體積分數(shù)的影響,造成疲勞壽命降低。當銅超過1.5%(3~3.1%Ag),Cu6Sn5粒子體積分數(shù)也會增加。可是,強度和疲勞壽命不會隨銅而進一步增加。在錫/銀/銅三重系統(tǒng)中,1.5%的銅(3~3.1%Ag)最有效地產(chǎn)生適當數(shù)量的、最細小的微組織尺寸的Cu6Sn5粒子,從而達到最高的疲勞壽命、強度和塑性。 據(jù)報道,合金93.6Sn/4.7Ag/1.7Cu是217°C溫度的三重共晶合金3?墒,在冷卻曲線測量中,這種合金成分沒有觀察到精確熔化溫度。而得到一個小的溫度范圍:216~217°C。 這種合金成分提高現(xiàn)時研究中的三重合金成分最高的抗拉強度,但其塑性遠低于63Sn/37Pb。合金95.4Sn/4.1Ag/0.5Cu比95.4Sn/3.1Ag/1.5Cu的屈服強度低。93.6Sn/4.7Ag/1.7Cu的疲勞壽命低于95.4Sn/3.1Ag/1.5Cu。如果顆粒邊界滑動機制主要決定共晶焊錫合錫膏,那么95.4Sn/3.1Ag/1.5Cu,而不是93.6Sn/4.7Ag/1.7Cu,應該更靠近真正的共晶特性。 另外,95.4Sn/3.1Ag/1.5Cu比93.6Sn/4.7Ag/1.7Cu和95.4Sn/4.1Ag/0.5Cu具有經(jīng)濟優(yōu)勢。 與63Sn/37Pb比較 3.0~4.7%Ag和0.5~1.7%Cu的合金成分通常具有比63Sn/37Pb更高的抗拉強度。例如,95.4Sn/3.1Ag/1.5Cu和93.6Sn/4.7Ag/1.7Cu在強度和疲勞特性上比63Sn/37Pb好得多。93.6Sn/4.7Ag/1.7Cu的塑性較63Sn/37Pb低,而95.4Sn/3.1Ag/1.5Cu的塑性比63Sn/37Pb還高。 與96.5Sn/3.5Ag比較 95.4Sn/3.1Ag/1.5Cu具有216~217°C的熔化溫度(幾乎共晶),比共晶的96.5Sn/3.5Ag低大約4°C。當與96.5Sn/3.5Ag比較基本的機械性能時,研究中的特定合金成分在強度和疲勞壽命上表現(xiàn)更好?墒牵休^高銀和銅的合金成分,如93.6Sn/4.7Ag/1.7Cu的塑性比93.6Sn/4.7Ag低。 與99.3Sn/0.7Cu比較錫膏 3.0~4.7%Ag和0.5~1.5%Cu的錫/銀/銅成分合金具有較好的強度和疲勞特性,但塑性比99.3Sn/0.7Cu低。 推薦 錫/銀/銅系統(tǒng)中最佳合金成分是95.4Sn/3.1Ag/1.5Cu,它具有良好的強度、抗疲勞和塑性?墒菓撟⒁獾氖牵a/銀/銅系統(tǒng)能夠達到的最低熔化溫度是216~217°C,這還太高,以適于現(xiàn)時SMT結構下的電路板應用(低于215°C的熔化溫度被認為是一個實際的標準)。 總而言之,含有0.5~1.5%Cu和3.0~3.1%Ag的錫/銀/銅系統(tǒng)的合金成分具有相當好的物理和機械性能。相當而言,95.4Sn/3.1Ag/1.5Cu成本比那些含銀量高的合金低,如93.6Sn/4.7Ag/1.7Cu和95.4Sn/4.1Ag/0.5Cu。在某些情況中,較高的含銀量可能減低某些性能。 |
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導電銀膠是一種固化或干燥后具有一定導電性能的膠黏劑,它通常以基體樹脂和導電填料即導電粒子為主要組成成分, 通過基體樹脂的粘接作用把導電粒子結合在一起, 形成導電通路, 實現(xiàn)被粘材料的導電連接.由于導電銀膠的基體樹脂是一種膠黏劑, 可以選擇適宜的固化溫度進行粘接, 如環(huán)氧樹脂膠黏劑可以在室溫至150℃ 固化, 遠低于錫鉛焊接的200℃以上的焊接溫度, 這就避免了焊接高溫可能導致的材料變形、電子器件的熱損傷和內應力的形成.同時, 由于電子元件的小型化、微型化及印刷電路板的高密度化和高度集成化的迅速發(fā)展, 鉛錫焊接的0.65mm的最小節(jié)距遠遠滿足不了導電連接的實際需求, 而導電銀膠可以制成漿料, 實現(xiàn)很高的線分辨率.而且導電銀膠工藝簡單, 易于操作, 可提高生產(chǎn)效率, 也避免了錫鉛焊料中重金屬鉛引起的環(huán)境污染.所以導電銀膠是替代鉛錫焊接, 實現(xiàn)導電連接的理想選擇. 目前導電銀膠已廣泛應用于液晶顯示屏(LCD)、發(fā)光二極管(LED)、集成電路(IC)芯片、印刷線路板組件(PCBA)、點陣塊、陶瓷電容、薄膜開關、智能卡、射頻識別等電子元件和組件的封裝和粘接, 有逐步取代傳統(tǒng)的錫焊焊接的趨勢. [編輯本段]導電銀膠的種類及組成 導電銀膠的種類 導電銀膠種類很多, 按導電方向分為各向同性導電銀膠(ICAs,Isotropic Conductive Adhesive)和各向異性導電銀膠(ACAs,Anisotropic Conductive Adhesives).ICA是指各個方向均導電的膠黏劑, 可廣泛用于多種電子領域;ACA則指在一個方向上如Z方向導電, 而在X和Y方向不導電的膠黏劑.一般來說ACA的制備對設備和工藝要求較高, 比較不容易實現(xiàn), 較多用于板的精細印刷等場合, 如平板顯示器(FPDs)中的板的印刷 . 按照固化體系導電銀膠又可分為室溫固化導電銀膠、中溫固化導電銀膠、高溫固化導電銀膠、紫外光固化導電銀膠等.室溫固化導電銀膠較不穩(wěn)定, 室溫儲存時體積電阻率容易發(fā)生變化.高溫導電銀膠高溫固化時金屬粒子易氧化, 固化時間要求必須較短才能滿足導電銀膠的要求.目前國內外應用較多的是中溫固化導電銀膠(低于150℃), 其固化溫度適中, 與電子元器件的耐溫能力和使用溫度相匹配, 力學性能也較優(yōu)異, 所以應用較廣泛.紫外光固化導電銀膠將紫外光固化技術和導電銀膠結合起來, 賦予了導電銀膠新的性能并擴大了導電銀膠的應用范圍, 可用于液晶顯示電致發(fā)光等電子顯示技術上, 國外從上世紀九十年代開始研究, 我國近年也開始研究. 導電銀膠的組成 導電銀膠主要由樹脂基體、導電粒子和分散添加劑、助劑等組成.目前市場上使用的導電銀膠大都是填料型. 填料型導電銀膠的樹脂基體, 原則上講, 可以采用各種膠勃劑類型的樹脂基體, 常用的一般有熱固性膠黏劑如環(huán)氧樹脂、有機硅樹脂、聚酰亞胺樹脂、酚醛樹脂、聚氨酯、丙烯酸樹脂等膠黏劑體系.這些膠黏劑在固化后形成了導電銀膠的分子骨架結構, 提供了力學性能和粘接性能保障, 并使導電填料粒子形成通道.由于環(huán)氧樹脂可以在室溫或低于150℃固化, 并且具有豐富的配方可設計性能, 目前環(huán)氧樹脂基導電銀膠占主導地位. 導電銀膠要求導電粒子本身要有良好的導電性能粒徑要在合適的范圍內, 能夠添加到導電銀膠基體中形成導電通路.導電填料可以是金、銀、銅、鋁、鋅、鐵、鎳的粉末和石墨及一些導電化合物 [編輯本段]國內外研究狀況及前景 目前, 國內生產(chǎn)導電銀膠的單位主要有金屬研究所等, 國外企業(yè)有TeamChem Company、日本的日立公司、Three-Bond公司、美國Epoxy的公司、Ablistick公司,Loctite公司、3M公司等.已商品化的導電銀膠主要有導電銀膏、導電銀漿、導電涂料、導電膠帶、導電銀膠等,組分有單、雙組分.導電銀膠一般用于微電子封裝、印刷電路板、導電線路粘接等各種電子領域中.現(xiàn)今國內的導電銀膠無論從品種和性能上與國外都有較大差距. [編輯本段]導電銀膠的應用領域 。1)導電銀膠粘劑用于微電子裝配,包括細導線與印刷線路、電鍍底板、陶瓷被粘物的金屬層、金屬底盤連接,粘接導線與管座,粘接元件與穿過印刷線路的平面孔,粘接波導調諧以及孔修補. (2)導電銀膠粘劑用于取代焊接溫度超過因焊接形成氧化膜時耐受能力的點焊.導電銀膠粘劑作為錫鉛焊料的替代晶,其主要應用范圍如:電話和移動通信系統(tǒng);廣播、電視、計算機等行業(yè);汽車工業(yè);醫(yī)用設備;解決電磁兼容(EMC)等方面. 。3) 導電銀膠粘劑的另一應用就是在鐵電體裝置中用于電極片與磁體晶體的粘接.導電銀膠粘劑可取代焊藥和晶體因焊接溫度趨于沉積的焊接.用于電池接線柱的粘接是當焊接溫度不利時導電銀膠粘劑的又一用途. 。4)導電銀膠粘劑能形成足夠強度的接頭,因此,可以用作結構膠粘劑. [編輯本段]導電銀膠的市場狀況 目前國內市場上一些高尖端的領域使用的導電銀膠主要以進口為主:美國的Uninwell、Breakover-quick、Ablistick公司、3M公司幾乎占領了全部的IC和LED領域,日本的住友和臺灣翌華也有涉及這些領域.Uninwell、Breakover-quick、日本的Three-Bond公司則控制了整個的石英晶體諧振器方面導電銀膠的應用.國內的導電銀膠主要使用在一些中、低檔的產(chǎn)品上,這方面的市場主要由金屬研究所占有. Uninwell、Breakover-quick系列的導電銀膠主要適用于LED、大功率LED、 LED數(shù)碼管、LCD、TR、IC、COB、PCBA、點陣塊、顯示屏、晶振、諧振器、太陽能電池、光伏電池、蜂鳴器、陶瓷電容、半導體分立器件等各種電子元件和組件的封裝以及粘結等.應用范圍涉及電子元器件、電子組件、電路板組裝、顯示及照明工業(yè)、通訊、汽車電子、智能卡、射頻識別等領域. [編輯本段]廣闊的應用前景 目前我國電子產(chǎn)業(yè)正大量引進和開發(fā)SMT 生產(chǎn)線, 導電銀膠在我國必然有廣闊的應用前景.但我國在這方面的研究起步較晚, 目前所需用的高性能導電銀膠主要依賴進口, 因此必須大力加強粘接溫度和固化時間、粘接壓力、粒子含量等因素導電銀膠可靠性的影響的研究和應用開發(fā), 制備出新型的導電銀膠, 以提高我國電子產(chǎn)品封裝業(yè)的國際競爭力. |
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銀蟲 (小有名氣)
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