産品特點
印刷滾動性及下錫性好，對低至0.3mm間距焊盤也能完成精确的印刷。連續印刷時，其粘性變化極小，鋼網上的可操作壽命長，超過8小時仍不會變幹，仍保持良好的印刷效果。印刷後數小時仍保持原來的形狀、無坍塌，貼片元件不會産生偏移；具有極佳的焊接性能，可在不同部位表現出适當的潤濕性。可适應不同檔次焊接設備的要求，無需在充氮環境下完成焊接，在較寬的回流焊爐溫範圍内仍可表現出良好的焊接性能。焊接後殘貿物極少，無色且具有較高的絕緣阻抗，不會腐蝕PCB闆，可達到免清洗的要求。
産生背景
出現在20世紀70年代的表面貼裝技術(Surface Mount Assembly，簡稱SMT)，是指在印制電路闆焊盤上印刷、塗布焊錫膏，并将表面貼裝元器件準确的貼放到塗有焊錫膏的焊盤上，按照特定的回流溫度曲線加熱電路闆，讓焊錫膏熔化，其合金成分冷卻凝固後在元器件與印制電路闆之間形成焊點而實現冶金連接的技術。
焊錫膏是伴随着SMT應運而生的一種新型焊接材料。焊錫膏是一個複雜的體系，是由焊錫粉、助焊劑以及其它的添加物加以混合，形成的乳脂狀混合物。焊錫膏在常溫下有一定的勃度，可将電子元器件初粘在既定位置，在焊接溫度下，随着溶劑和部分添加劑的揮發，将被焊元器件與印制電路焊盤焊接在一起形成永久連接。
成分及特性
大緻講來，焊錫膏的成分可分成兩個大的部分即助焊劑和焊料粉(Flux&Solder powder)。
助焊劑的主要成分及其作用：
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；觸變劑(Thixotropic)：該成份主要是調節焊錫膏的粘度以及印刷性能，起到在印刷中防止出現拖尾、粘連等現象的作用；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後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；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均勻的作用，對焊錫膏的壽命有一定的影響。
焊料粉：焊料粉又稱錫粉主要由錫鉛合金組成，一般比例為63/37；另有特殊要求時，也有在錫鉛合金中添加一定量的銀、铋等金屬的錫粉。概括來講錫粉的相關特性及其品質要求有如下幾點：
錫粉的顆粒形态對錫膏的工作性能有很大的影響：重要的一點是要求錫粉顆粒大小分布均勻，這裡要談到錫粉顆粒度分布比例的問題；在國内的焊料粉或焊錫膏生産廠商，大家經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；另外也要求錫粉顆粒形狀較為規則；根據“中華人民共和國電子行業标準《錫鉛膏狀焊料通用規範》(SJ/T 11186-1998)”中相關規定如下：“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議，也可為其他形狀的合金粉末。”在實際的工作中，通常要求為錫粉顆粒長、短軸的比例一般在1.2以下。
如果以上要求項不能達到上述基本的要求，在焊錫膏的使用過程中，将很有可能會影響錫膏印刷、點注以及焊接的效果。各種錫膏中錫粉與助焊劑的比例也不盡相同，選擇錫膏時，應根據所生産産品、生産工藝、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。
根據“中華人民共和國電子行業标準《錫鉛膏狀焊料通用規範》(SJ/T 11186-1998)”中相關規定，“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緻為90:10；普通的印刷制式工藝多選用錫粉含量在89-91.5%的錫膏；當使用針點點注式工藝時，多選用錫粉含量在84-87%的錫膏。
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，對回流焊焊後焊料厚度(即焊點的飽滿程度)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，現摘抄其最終實驗結果如下表供參考：從上表看出，随着金屬含量減少，回流焊後焊料的厚度減少，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。錫粉的“低氧化度”也是非常重要的一個品質要求，這也是錫粉在生産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，将在焊接過程中嚴重影響焊接的品質。
回流溫度曲線
正确的溫度曲線将保證高品質的焊接錫點。
測試方法
在使用表面貼裝元件的印刷電路闆(PCB)裝配中，要得到優質的焊點，一條優化的回流溫度曲線是最重要的因素之一。溫度曲線是施加于電路裝配上的溫度對時間的函數，當在笛卡爾平面作圖時，回流過程中在任何給定的時間上，代表PCB上一個特定點上的溫度形成一條曲線。幾個參數影響曲線的形狀，其中最關鍵的是傳送帶速度和每個區的溫度設定。帶速決定機闆暴露在每個區所設定的溫度下的持續時間，增加持續時間可以允許更多時間使電路裝配接近該區的溫度設定。每個區所花的持續時間總和決定總共的處理時間。
每個區的溫度設定影響PCB的溫度上升速度，高溫在PCB與區的溫度之間産生一個較大的溫差。增加區的設定溫度允許機闆更快地達到給定溫度。因此，必須作出一個圖形來決定PCB的溫度曲線。接下來是這個步驟的輪廓，用以産生和優化圖形。在開始作曲線步驟之前，需要下列設備和輔助工具：溫度曲線儀、熱電偶、将熱電偶附着于PCB的工具和錫膏參數表。可從大多數主要的電子工具供應商買到溫度曲線附件工具箱，這工具箱使得作曲線方便，因為它包含全部所需的附件(除了曲線儀本身)。
現在許多回流焊機器包括了一個闆上測溫儀，甚至一些較小的、便宜的台面式爐子。測溫儀一般分為兩類：實時測溫儀，即時傳送溫度/時間數據和作出圖形；而另一種測溫儀采樣儲存數據，然後上載到計算機。熱電偶必須長度足夠，并可經受典型的爐膛溫度。一般較小直徑的熱電偶，熱質量小響應快，得到的結果精确。有幾種方法将熱電偶附着于PCB，較好的方法是使用高溫焊錫如銀/錫合金，焊點盡量最小。
另一種可接受的方法，快速、容易和對大多數應用足夠準确，少量的熱化合物(也叫熱導膏或熱油脂)斑點覆蓋住熱電偶，再用高溫膠帶(如Kapton)粘住。還有一種方法來附着熱電偶，就是用高溫膠，如氰基丙烯酸鹽粘合劑，此方法通常沒有其它方法可靠。附着的位置也要選擇，通常最好是将熱電偶尖附着在pcb焊盤和相應的元件引腳或金屬端之間。錫膏特性參數表也是必要的，其包含的信息對溫度曲線是至關重要的，如：所希望的溫度曲線持續時間、錫膏活性溫度、合金熔點和所希望的回流最高溫度。
開始之前，必須理想的溫度曲線有個基本的認識。理論上理想的曲線由四個部分或區間組成，前面三個區加熱、最後一個區冷卻。爐的溫區越多，越能使溫度曲線的輪廓達到更準确和接近設定。大多數錫膏都能用四個基本溫區成功回流。預熱區，也叫斜坡區，用來将PCB的溫度從周圍環境溫度提升到所須的活性溫度。在這個區，産品的溫度以不超過每秒2~5°C速度連續上升，溫度升得太快會引起某些缺陷，如陶瓷電容的細微裂紋，而溫度上升太慢，錫膏會感溫過度，沒有足夠的時間使PCB達到活性溫度。
活性區，有時叫做幹燥或浸濕區，這個區一般占加熱通道的33~50%，有兩個功用，第一是，将PCB在相當穩定的溫度下感溫，允許不同質量的元件在溫度上同質，減少它們的相當溫差。第二個功能是，允許助焊劑活性化，揮發性的物質從錫膏中揮發。一般普遍的活性溫度範圍是120~150°C，如果活性區的溫度設定太高，助焊劑沒有足夠的時間活性化，溫度曲線的斜率是一個向上遞增的斜率。雖然有的錫膏制造商允許活性化期間一些溫度的增加，但是理想的曲線要求相當平穩的溫度，這樣使得PCB的溫度在活性區開始和結束時是相等的。市面上有的爐子不能維持平坦的活性溫度曲線，選擇能維持平坦的活性溫度曲線的爐子，将提高可焊接性能，使用者有一個較大的處理窗口。
回流區，有時叫做峰值區或最後升溫區。這個區的作用是将PCB裝配的溫度從活性溫度提高到所推薦的峰值溫度。活性溫度總是比合金的熔點溫度低一點，而峰值溫度總是在熔點上。典型的峰值溫度範圍是205~230°C，這個區的溫度設定太高會使其溫升斜率超過每秒2~5°C，或達到回流峰值溫度比推薦的高。這種情況可能引起PCB的過分卷曲、脫層或燒損，并損害元件的完整性。
今天，最普遍使用的合金是Sn63/Pb37，這種比例的錫和鉛使得該合金共晶。共晶合金是在一個特定溫度下熔化的合金，非共晶合金有一個熔化的範圍，而不是熔點，有時叫做塑性裝态。本文所述的所有例子都是指共晶錫/鉛，因為其使用廣泛，該合金的熔點為183°C。理想的冷卻區曲線應該是和回流區曲線成鏡像關系。越是靠近這種鏡像關系，焊點達到固态的結構越緊密，得到焊接點的質量越高，結合完整性越好。
接下來必須決定各個區的溫度設定，重要的是要了解實際的區間溫度不一定就是該區的顯示溫度。顯示溫度隻是代表區内熱敏電偶的溫度，如果熱電偶越靠近加熱源，顯示的溫度将相對比區間溫度較高，熱電偶越靠近PCB的直接通道，顯示的溫度将越能反應區間溫度。明智的是向爐子制造商咨詢了解清楚顯示溫度和實際區間溫度的關系。本文中将考慮的是區間溫度而不是顯示溫度。表一列出的是用于典型PCB裝配回流的區間溫度設定。
測試結果分析
首先，必須證實從環境溫度到回流峰值溫度的總時間和所希望的加熱曲線居留時間相協調，如果太長，按比例地增加傳送帶速度，如果太短，則相反。選擇與實際圖形形狀最相協調的曲線。應該考慮從左道右(流程順序)的偏差，例如，如果預熱和回流區中存在差異，首先将預熱區的差異調正确，一般最好每次調一個參數，在作進一步調整之前運行這個曲線設定。這是因為一個給定區的改變也将影響随後區的結果。我們也建議新手所作的調整幅度相當較小一點。一旦在特定的爐上取得經驗，則會有較好的“感覺”來作多大幅度的調整。當最後的曲線圖盡可能的與所希望的圖形相吻合，應該把爐的參數記錄或儲存以備後用。雖然這個過程開始很慢和費力，但最終可以取得熟練和速度，結果得到高品質的PCB的高效率的生産。
保存與使用方法
保存方法
錫膏的保管要控制在0-10℃的環境下；錫膏的使用期限為6個月（為開封）；不可放置于陽光照射處。
使用方法
開封前須将錫膏溫度回升到使用環境溫度上（25±2℃），回溫時間約3-4小時，并禁止使用其他加熱器使其溫度瞬間上升的做法；回溫後須充分攪拌，使用攪拌機的攪拌時間為1-3分鐘，視攪拌機機種而定。
使用方法（開封後）
将錫膏約2/3的量添加于鋼闆上，盡量保持以不超過1罐的量于鋼闆上。視生産速度，以少量多次的添加方式補足鋼闆上的錫膏量，以維持錫膏的品質。當天為使用完的錫膏，不可與尚未使用的錫膏共同放置，應另外存放在别的容器之中。錫膏開封後在室溫下建議24小時内用完。隔天使用時應先行使用新開封的錫膏，并将前一天未使用完的錫膏與新錫膏以1：2的比例攪拌混合，并以少量多次的方式添加使用。
錫膏印刷在基闆後，建議于4-6小時内放置零件進入回焊爐完成着裝。換線超過1小時以上，請于換線前将錫膏從鋼闆上刮起收入錫膏罐内封蓋。錫膏連續印刷24小時後，由于空氣粉塵等污染，為确保産品品質，請按照步驟4的方法。為确保印刷品質建議每4小時将鋼闆雙面的開口以人工方式進行擦拭。室内溫度請控制與22-28℃，濕度RH30-60%為最好的作業環境。欲擦拭印刷錯誤的基闆，建議使用乙醇、IPA或去漬油。
印刷
本文介紹：“即使是最好的錫膏、設備和應用方法，也不一定充分保證得到可接受的結果。使用者必須控制工藝過程和設備變量，以達到良好的印刷品質。”在表面貼裝裝配的回流焊接中，錫膏用于表面貼裝元件的引腳或端子與焊盤之間的連接。有許多變量，如錫膏、絲印機、錫膏應用方法和印刷工藝過程。在印刷錫膏的過程中，基闆放在工作台上，機械地或真空夾緊定位，用定位銷或視覺來對準。或者絲網(screen)或者模闆(stencil)用于錫膏印刷。本文将着重讨論幾個關鍵的錫膏印刷問題，如模闆設計和印刷工藝過程。
印刷工藝過程與設備，在錫膏印刷過程中，印刷機是達到所希望的印刷品質的關鍵。今天可購買到的絲印機分為兩種主要類型：實驗室與生産。每個類型有進一步的分類，因為每個公司希望從實驗室與生産類型的印刷機得到不同的性能水平。例如，一個公司的研究與開發部門(R&D)使用實驗室類型制作産品原型，而生産則會用另一種類型。還有，生産要求可能變化很大，取決于産量。因為激光切割設備是不可能分類的，最好是選擇與所希望的應用相适應的絲印機。
在手工或半自動印刷機中，錫膏是手工地放在模闆/絲網上，這時印刷刮闆(squeegee)處于模闆的另一端。在自動印刷機中，錫膏是自動分配的。在印刷過程中，印刷刮闆向下壓在模闆上，使模闆底面接觸到電路闆頂面。當刮闆走過所腐蝕的整個圖形區域長度時，錫膏通過模闆/絲網上的開孔印刷到焊盤上。
在錫膏已經沉積之後，絲網在刮闆之後馬上脫開(snap off)，回到原地。這個間隔或脫開距離是設備設計所定的，大約0.020"~0.040"。脫開距離與刮闆壓力是兩個達到良好印刷品質的與設備有關的重要變量。如果沒有脫開，這個過程叫接觸(on-contact)印刷。當使用全金屬模闆和刮刀時，使用接觸印刷。非接觸(off-contact)印刷用于柔性的金屬絲網。
回流過程
當錫膏至于一個加熱的環境中，錫膏回流分為五個階段，首先，用于達到所需粘度和絲印性能的溶劑開始蒸發，溫度上升必需慢(大約每秒3°C)，以限制沸騰和飛濺，防止形成小錫珠，還有，一些元件對内部應力比較敏感，如果元件外部溫度上升太快，會造成斷裂。助焊劑活躍，化學清洗行動開始，水溶性助焊劑和免洗型助焊劑都會發生同樣的清洗行動，隻不過溫度稍微不同。将金屬氧化物和某些污染從即将結合的金屬和焊錫顆粒上清除。好的冶金學上的錫焊點要求“清潔”的表面。
當溫度繼續上升，焊錫顆粒首先單獨熔化，并開始液化和表面吸錫的“燈草”過程。這樣在所有可能的表面上覆蓋，并開始形成錫焊點。這個階段最為重要，當單個的焊錫顆粒全部熔化後，結合一起形成液态錫，這時表面張力作用開始形成焊腳表面，如果元件引腳與PCB焊盤的間隙超過4mil，則極可能由于表面張力使引腳和焊盤分開，即造成錫點開路。冷卻階段，如果冷卻快，錫點強度會稍微大一點，但不可以太快而引起元件内部的溫度應力。
回流焊接要求總結：
重要的是有充分的緩慢加熱來安全地蒸發溶劑，防止錫珠形成和限制由于溫度膨脹引起的元件内部應力，造成斷裂痕可靠性問題。其次，助焊劑活躍階段必須有适當的時間和溫度，允許清潔階段在焊錫顆粒剛剛開始熔化時完成。時間溫度曲線中焊錫熔化的階段是最重要的，必須充分地讓焊錫顆粒完全熔化，液化形成冶金焊接，剩餘溶劑和助焊劑殘餘的蒸發，形成焊腳表面。此階段如果太熱或太長，可能對元件和PCB造成傷害。
錫膏回流溫度曲線的設定，最好是根據錫膏供應商提供的數據進行，同時把握元件内部溫度應力變化原則，即加熱溫升速度小于每秒3°C，和冷卻溫降速度小于5°C。PCB裝配如果尺寸和重量很相似的話，可用同一個溫度曲線。重要的是要經常甚至每天檢測溫度曲線是否正确。
