锡膏的助焊剂成分有什么作用?
锡膏的助焊剂成分有什么作用?
锡膏是封装行业不可或缺的材料之一，能够起到连接芯片焊盘并形成电互通的作用。锡膏的配方需要根据封装厂家的回流焊接温度，粘度需求，黏着力大小，抗拉强度等指标要求来进行制定，从而满足不同的封装场合。不论配方如何变化，总体而言锡膏最基本的配方就是合金焊粉和助焊剂。
1. 什么是助焊剂
助焊剂是制作锡膏极其重要的一种成分。锡膏合金粉末与助焊剂按比例混合后可制成锡膏。封装业界使用的锡膏的助焊剂常常采用松香制成（也可称为助焊膏），并加入适量的活化剂，表面活性剂，触变剂和溶剂等。活性剂以有机酸为主。表面活性剂通常是烷烃。溶剂的作用是将各组分均匀混合。松香对高温并不耐热，在300℃左右就会被分解，因此当回流温度过高时，生成的焊点会出现发黑的现象。
还有一种助焊剂不使用松香，而是使用环氧树脂作为助焊剂基材，福英达称之这种助焊胶。环氧树脂在回流后会固化能够形成热固胶，起到包裹焊点增强焊点强度，减少外界电流干扰的作用。在MiniLED封装中环氧树脂锡膏/锡胶的应用颇具前景，能够对脆弱的LED芯片提供优异的焊接性能。
2. 助焊剂的作用
2.1 去除母材氧化层
助焊膏/助焊胶对改善锡膏的可焊性起到至关重要的作用。铜是非常适用于焊接的金属，但由于焊接母材上的铜是裸露的，容易受到氧化且难以使用清洗剂除去。氧化层像一个屏障一样，会导致锡膏难以润湿焊盘。因此在焊接时需要将氧化膜除去。助焊剂中的活性有机酸，氢气, 无机盐，有机卤化物等成分能够在母材上与氧化物发生还原反应，使氧化物被分解。助焊剂还可以在后续的回流焊接过程中持续保护焊点不受氧化。但是需要注意的是活性太强的助焊剂焊后残留可能更多，增加清洗难度。
氢气还原: MxOy +yH2 = xM+yH2O (1)
有机酸还原: CuO+2RCOOH = Cu(RCOO)2+H2O (1)
Cu(RCCO)2+H2+M = 2RCOOH+M—Cu (2)
2.2 改变母材表面张力
表面张力大小决定了锡膏对焊盘的润湿性。由于锡膏液态下存在表面张力，如果张力过大，则锡膏在固化后收缩成球状而无法完全覆盖焊盘，形成的焊点形状不良，可靠性差且容易脱落。焊盘上如果有杂质同样影响润湿性。助焊剂中的表面活性剂成分有着亲水端和疏水端结构，能够改变锡膏在焊接母材的表面张力。当表面张力减小时，锡膏能够顺利流动并在母材上铺展开。一般焊点润湿角度为30-45°。
表面活性剂在焊接过程中应该及时挥发。焊接后不应留下活性剂残留物，否则会持续的对焊盘产生腐蚀作用。此外有机酸往往带有极性官能团，容易与与环境中的水分结合并生成酸性溶液，因此会对PCB起到腐蚀效果。关于助焊剂的腐蚀性相关知识可阅读“助焊剂残留物腐蚀性机理分析(1)”和“助焊剂残留物腐蚀性机理分析(2)”。
2.3 服役锡膏适当粘度
助焊剂的溶剂成分能够起到调节锡膏粘度的作用，适当的粘度有利于印刷时通过钢网开孔。印刷锡膏的粘度根据需求一般控制在100-200Pa.s左右。但是锡膏的助焊成分中的溶剂暴露在空气中易挥发。在钢网上放置数小时便会出现锡膏粘度增大的问题，因此为了保证粘度稳定，建议减少锡膏的板上时间。如果板上时间难以降低，需要控制锡膏量，争取一次性将其用完，尽可能减少锡膏回收和二次使用。
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