为什么要关注锡膏触变性
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为什么要关注锡膏触变性
触变性是存在于流体中的一种性质。当受到剪切作用时，流体会发生粘稠度变化。在去除剪切力后粘度又能恢复。常见的有剪切变稀和剪切变稠，也就是对应着剪切时粘度变小或变大。触变性本质是由悬浮颗粒积聚而形成的，而颗粒间的吸引力和排斥力造成了积聚。在无外力作用下悬浮颗粒保持一个网格结构，但在剪切作用下结构会被打破。
锡膏是一种广泛用于半导体封装的材料，起到焊接连接元器件的作用。通过印刷工艺，锡膏能够被均匀覆盖在焊盘上。触变性在锡膏印刷中发挥了很大的作用。由于锡膏通常都是剪切变稀，当使用刮刀将锡膏填入钢网网孔时，刮刀施加的剪切力使锡膏粘度大大降低，从而顺利进入网孔中。因此触变性的优劣很大程度决定了印刷质量。为了使锡膏具备适当的触变性，需要加入触变剂来起到起到乳化助焊剂的作用。同时能够使锡膏在印刷过程中具备长时效触变性能。如果触变剂效能减弱则会影响粘度，粘度变大的直观感受就是锡膏发干。
图1: 锡膏印刷演示图
温度和剪切力是影响触变性的重要外部因素。 KRAVCIK和VEHEC(2010)对锡膏进行粘度测试(锡膏性质如表1所示)。发现随着温度或剪切力升高，粘度逐渐变低。当温度和剪切力同时上升时，粘度数值变得更低 (图2)。 KRAVCIK和VEHEC(2010)还发现粘度与剪切时间有关系。随着剪切时间增加，粘度会更低。
表1: 实验用的锡膏的性质。
图2: 不同剪切力下P1锡膏的粘度变化。剪切速率: 3s-1, 9s-1, 16s-1。
图3：24℃下剪切时间和P1锡膏粘度的关系。
另外有不少研究者认为颗粒大小对粘度也会有影响。Krammer et al. (2018)表示稳定情况下(4-5个测试周期后)不同粒径的锡膏之间粘度差异可高达20-30% (T3, T4和T5粉)。随着研究的深入，会有更多资料验证颗粒尺寸对粘度的影响。
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参考文献
Krammer, O., Gyarmati, B., Szilagyi, A., Illes, B., Busek, D.,& Dusek, K. (2018), “The effect of solder paste particle size on the thixotropic behaviour during stencil printing”, Journal of Materials Processing Technology, vol. 262, pp.571-576.
KRAVCIK, M., & VEHEC, I. (2010), “Study of the Rheological Behaviors of Solder Pastes ”
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