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為何SMT的錫膏在使用前要先攪拌退冰?還要管控開封後的使用期限?
錫膏是現代電子組裝製造中不可或缺的焊接材料,而且扮演一個非常重要的角色,它主要被應用於SMT(Surface Mount Technology,表面貼焊技術)中用來將電子零件焊接於PCB,讓不同電子零件的訊號可以連接在一起形成一個有效的迴路。哪你知道不論是早期的含鉛錫膏或是現在流行的無鉛錫膏及無鹵錫膏為何在使用前都必須要先經過攪拌?退冰回溫?而開封後的錫膏也必須管控其使用期限?
錫膏使用前為何要退冰回溫?
這是因為錫膏存放時需要低溫5~10°C冷藏,剛從冰箱中取出的錫膏,其溫度一般會較車間溫度來得低,如果未經回溫就開啟瓶蓋,就容易吸收到空氣中的水氣並凝結沾附在錫膏中,沾有水氣的錫膏在回焊(reflow)的過程中會因為受熱超過100°C而快速氣化變成水蒸氣並膨脹體積,造成爆錫現象,產生錫珠。
錫膏回溫一般要求從冰箱取出後不開蓋放置於室溫2-4小時使其溫度與室溫一致。
為何SMT的錫膏在使用前要先攪拌?
錫膏(solder paste)為錫粉合金(alloy powerder solder)以及助焊劑(flux)所組合而成的膏狀物,膏狀的錫膏易於透過鋼板(stencil)塗抹於PCB的焊墊,而且還可以在回焊(reflow)前起到黏住電子零件使其不因震動而偏移掉落,而助焊劑中又包含有多種不同的液體成份,如松香、活性劑、溶劑、增稠劑等,這種混合物在靜置一段時間後比重較高者會因為重力的關係而開始下沉出現沉積(deposition)分層的現象,使用前如果不將這些物質重新混合,一旦打開錫膏罐後就會明顯發現有一層溶劑漂浮在最上方,而較重的金屬錫粉則全部集中在了底層,膏狀分離變成水狀或硬塊,這樣的錫膏當然就失去了其原本各司其職的功用。
而攪拌錫膏的目的就是為了將錫膏中原本的成分重新充分混合,一般人工攪拌的方法為同一方向攪拌20~30圈大概1分種即可,過多的攪拌次數其實反而會破壞錫膏中原本圓形的錫球形狀而變成橢圓形,這樣反而不利後續的錫膏印刷(因為橢圓形錫粉會影響排列的數量),而且人工攪拌時間過久或次數過多也容易讓錫膏與空氣接觸,加速錫粉氧化的程度,不利後續的焊接作業。
現在則有新式的全自動錫膏攪拌機採用仿行星繞行恆星運轉原理(參考文章最上方圖說),將錫膏罐放置水平45°傾斜角,然後通過罐體同時自轉及公轉的離心力來進行攪拌,錫膏罐內的錫膏就會依據慣性以螺旋路徑來進行混合,這樣的攪拌方式經過驗證後已確認不需要事先將錫膏退冰及開瓶的情況下就可以進行攪拌,而且因為高速離心旋轉會使得錫膏內不同物質間流動產生的摩擦也會順帶使得錫膏溫度上升,大大的降低錫膏提前接觸空氣氧化、吸收水氣的機率並縮短了退冰的時間。
錫膏開封後為何要控制其暴露於產線的時間
這是因為錫膏中含有助焊劑,而助焊劑中又含有乙醇類等易揮發的溶劑,也就是說錫膏一旦開封後溶劑就會開始揮發(其實不開蓋密封的情況下也會揮發,只是速度很慢,就類似汽水裝在寶特瓶中一段時間後也會沒氣是一樣的道理),尤其是那些已經塗抹在鋼板或是已印刷在PCB上的錫膏,其溶劑揮發的速度會更快,所以,一般有紀律的SMT廠都會嚴格管控錫膏暴露車間的使用標準及壽命。
一般要求錫膏回溫2H,超過8H不得回收,超過12H或24H報廢。
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訪客留言內容(Comments)
// Begin Comments & Trackbacks ?>熊老师,您上面文章所述使用锡膏搅拌机进行锡膏搅拌,不需要回温就可以使用,请问这种方式是否是经过官方认证过的?是否有相关依据可查?还是说是工厂内部自己做过的实验呢?在编写锡膏使用说明的时候,外部审厂的人就会经常提问这些内容,比如不经过回温,直接放入锡膏搅拌机,我们都是要求搅拌10分钟到15分钟,但是这个也仅仅是凭自己的经验(如果正常回温2小时的话搅拌三分钟),没有理论依据,所以没有说服性。希望熊老师能帮忙解惑。
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請問
單液型環氧樹脂保存條件也是在低溫下(-10~5),回溫的過程可以透過加熱(30度)方式回溫嗎?
單液型環氧樹脂跟錫膏一樣會有因為水氣關係,在高溫下出現類似錫爆的現象嗎?