為什么要關(guān)注錫膏觸變性
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為什么要關(guān)注錫膏觸變性
觸變性是存在于流體中的一種性質(zhì)。當(dāng)受到剪切作用時(shí)，流體會(huì)發(fā)生粘稠度變化。在去除剪切力后粘度又能恢復(fù)。常見的有剪切變稀和剪切變稠，也就是對(duì)應(yīng)著剪切時(shí)粘度變小或變大。觸變性本質(zhì)是由懸浮顆粒積聚而形成的，而顆粒間的吸引力和排斥力造成了積聚。在無外力作用下懸浮顆粒保持一個(gè)網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，但在剪切作用下結(jié)構(gòu)會(huì)被打破。
錫膏是一種廣泛用于半導(dǎo)體封裝的材料，起到焊接連接元器件的作用。通過印刷工藝，錫膏能夠被均勻覆蓋在焊盤上。觸變性在錫膏印刷中發(fā)揮了很大的作用。由于錫膏通常都是剪切變稀，當(dāng)使用刮刀將錫膏填入鋼網(wǎng)網(wǎng)孔時(shí)，刮刀施加的剪切力使錫膏粘度大大降低，從而順利進(jìn)入網(wǎng)孔中。因此觸變性的優(yōu)劣很大程度決定了印刷質(zhì)量。為了使錫膏具備適當(dāng)?shù)挠|變性，需要加入觸變劑來起到起到乳化助焊劑的作用。同時(shí)能夠使錫膏在印刷過程中具備長(zhǎng)時(shí)效觸變性能。如果觸變劑效能減弱則會(huì)影響粘度，粘度變大的直觀感受就是錫膏發(fā)干。
圖1: 錫膏印刷演示圖
溫度和剪切力是影響觸變性的重要外部因素。 KRAVCIK和VEHEC(2010)對(duì)錫膏進(jìn)行粘度測(cè)試(錫膏性質(zhì)如表1所示)。發(fā)現(xiàn)隨著溫度或剪切力升高，粘度逐漸變低。當(dāng)溫度和剪切力同時(shí)上升時(shí)，粘度數(shù)值變得更低 (圖2)。 KRAVCIK和VEHEC(2010)還發(fā)現(xiàn)粘度與剪切時(shí)間有關(guān)系。隨著剪切時(shí)間增加，粘度會(huì)更低。
表1: 實(shí)驗(yàn)用的錫膏的性質(zhì)。
圖2: 不同剪切力下P1錫膏的粘度變化。剪切速率: 3s-1, 9s-1, 16s-1。
圖3：24℃下剪切時(shí)間和P1錫膏粘度的關(guān)系。
另外有不少研究者認(rèn)為顆粒大小對(duì)粘度也會(huì)有影響。Krammer et al. (2018)表示穩(wěn)定情況下(4-5個(gè)測(cè)試周期后)不同粒徑的錫膏之間粘度差異可高達(dá)20-30% (T3, T4和T5粉)。隨著研究的深入，會(huì)有更多資料驗(yàn)證顆粒尺寸對(duì)粘度的影響。
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參考文獻(xiàn)
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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