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SMT行业里焊锡膏的“五球规律”还生效吗?

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发布时间:2018-08-02

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很多SMT领域的业内人士都在思考一个问题,诞生于上世纪90年代的“五球规律”在目前的技术条件下,究竟还生效吗?

首先,我们先咬文嚼字一下,看看为什么被称为“规律”而非“定律”。所谓定律,指的是一种能够被大量事实验证的客观规律。我们举个最出名的例子——牛顿运动定律,虽然这个定律已经被爱因斯坦的相对论所推翻(接近光速的条件下,牛顿定律并不准确),然而在日常的低速环境下,牛顿运动定律所描述的规律非常准确,因此我们称之为“定律”。

那么,“规律”又是什么意思呢?规律指的是某些经验总结的结论能大致接近实际数据。其实,摩尔定律(每18个月至2年的时间,晶体管密度翻倍)就是一种规律,而非定律。再让我们回到“五球规律”,作为规律,它是由上一代的SMT先驱们总结出来的。虽然有部分实验数据支撑,但这个规律更像是SMT专家们在上世纪8、90年代共同总结的一种经验。

下图非常清晰地解释了“五球规律”,即理想情况下,最小孔径的宽度至少需要填充5个焊锡颗粒。

当年总结这一规律的时候,当时的印刷孔径比现在的要粗糙许多,而使用的焊锡膏还是Type 3级别的,Type 4级别则尚在开发阶段。如今不仅孔径细致得多,而且焊锡膏也已经广泛采用了Type 4.5、Type 5甚至是Type 6级别的金属颗粒。下图是不同Type对应的颗粒尺寸:

 

我们可以看到,对于Type 4的粉末,80%的颗粒直径在20到38微米,而38微米被称为“最大颗粒”。那么根据表格,Type 5的最大颗粒是25微米。

所以,“五球规律”失效了吗?很难说!数百次实验(孔径比大于1.5的矩形孔径或面积比大于0.66的正方形/圆形孔径)的结果仍然遵循着这个规律。但是,在正方形和圆形孔径不能符合孔径比或面积比的情况下,根据大量实验的结果,业界已开始推崇“八球规律”。

因此,在这个无法判断“五球规律”是否失效的情况下,我想推荐StencilCoach软件,这款软件能够帮助用户计算焊锡膏的颗粒细度,或者计算孔径比、面积比。

 

焊锡膏,是表面贴装技术工艺流程中首个环节——“印刷”的关键耗材。可以说焊锡膏是电子封装成功与否的关键。为了满足之后的工艺流程中的各种技术要求,行业对于焊锡膏提出了众多要求:抗氧化性能好、印刷性能好、能够根据实际需求使用共晶或非共晶合金粉末、合金粉末颗粒大小符合生产需求……

针对行业中各种需求,铟泰公司推出了种类众多的焊锡膏产品来满足客户的不同需求。在本次NEPCON华南电子展(展位号:1K11)上将展出两款颇受业内欢迎的焊锡膏:铟泰公司历年来销量最高的Indium8.9HF,和全新的超低空洞焊锡膏Indium10.1HF。

Indium10.1HF是一款可用空气回流的、无卤、免洗无铅焊锡膏,专门为满足超低空洞性能而设计的配方。此焊锡膏尤其适用于含有大型底部焊盘的设计,也就是底部接地焊接元件(BTC)。底部接地焊接元件(BTC)包括QFN、DPAK和MOSFET在内的大型焊盘。此助焊剂的化学成分专门为提高可靠性而设计,它可以最大程度地降低空洞、具有卓越的ECM和抗枕头缺陷的性能,同时还展现出极为出色的润湿能力、预防锡球/锡珠产生和抗塌落的能力(满足IPC标准)。助焊剂与无铅合金如SnAgCu、SnAg等其他电子行业青睐的合金系统兼容。其特点包括:

·  包括底部接地元件在内的表面贴装中表现出超低的空洞率

·  在低间隙元件中体现出高ECM性能

·  出色的抗锡珠、桥连、锡球、塌落和枕头缺陷的能力

·  在新鲜的和老化的金属表面和处理上润湿良好,如:OSP、浸锡、浸银、ENIG

·  出色的印刷性能:高转印效率;印刷稳定无差异

·  IEC 61249-2-21和EN14582测试无卤

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