在日常生产中,不少同事或客户会把锡膏和锡胶混淆——两者外观都是膏状,都用于电子元器件焊接,但从配方设计到实际应用,其实是两种不同技术路径的焊料。作为负责焊料应用技术的工程师,我结合生产中的实际案例,从成分、性能、应用场景到工艺成本,把两者的核心差异梳理清楚,方便大家在选型时参考。
一、成分设计:核心功能体系的本质区别
焊料的性能由成分决定,锡膏和锡胶的配方逻辑完全不同,这也是两者差异的根源。
锡膏:以金属合金为核心的焊接体系
锡膏的设计目标是“高效形成冶金连接”,成分中金属粉末占绝对主导,典型配比为:
金属合金粉末(85%-90%质量占比):主流是无铅合金,比如SAC305(Sn96.5Ag3Cu0.5)、Sn99.3Cu0.7,根据焊接精度选择不同粒径的粉末——量产用Type 3级(25-45μm),精密封装(如CSP)用Type 6级(5-15μm),晶圆级封装(WLP)甚至会用到更精细的合金粉末,如Type7(2-11μm)或Type8(2-8μm)。
助焊剂(10%-15%?质量占比):主要由松香树脂(提供粘性)、有机胺类活化剂(去除焊盘氧化层,如乙醇胺氢溴酸盐)、醇醚类溶剂(调节黏度)组成,焊接后残留量需控制在5%?以下,部分免清洗型号可直接满足RoHS要求。
关键特性:无独立胶黏剂,树脂仅起临时固定作用,最终焊点性能由金属合金决定。
锡胶:“金属粉末+热固树脂”的复合功能体系
锡胶的设计思路是“兼顾焊接与结构补强”,核心是在焊锡粉末基础上加入树脂体系,典型成分:
焊锡粉末(60%-70%?质量占比):多选用低熔点合金,比如Sn64Bi35Ag1(熔点138℃)、Sn80Zn19Cu1(熔点199℃),粉末粒径偏粗(Type 2级38-75μm),适配中低精度焊点;
热固性树脂(25%-35%?质量占比):以双酚A型环氧树脂为主,搭配酸酐类固化剂,焊接时先软化辅助元件定位,冷却后固化成绝缘胶层(厚度5-10μm),起到防腐蚀、抗振动的作用;
助焊成分(3%-5%?质量占比):集成在树脂体系中,多为弱活性有机酸(如己二酸),避免强活性成分腐蚀树脂;
关键特性:树脂与金属粉末协同,既实现电气连接,又提供结构补强,这是“胶”字的核心意义。
二、性能对比:基于生产实测的关键指标差异
我们在实验室对两种焊料做过大量性能测试,结合产线实际应用数据,核心指标差异如下:
性能指标 | 锡膏(以SAC305为例) | 锡胶(以Sn64Bi35Ag1为例) |
连接方式 | 冶金连接(金属原子扩散融合) | 冶金连接 + 树脂粘结(双重固定) |
导电率(25℃) | 1.1×10? S/m | 8.5×10? S/m |
导热系数(25℃) | 58 W/(m·K) | 42 W/(m·K) |
焊接峰值温度 | 245-255℃(常规回流曲线) | 165-175℃(低温固化曲线) |
焊点剪切强度 | 42 MPa(25℃测试,IPC-TM-650标准) | 28 MPa(170℃/10min 固化后测试) |
残留物绝缘电阻 | ≥1×10?? Ω(免清洗型号) | ≥1×10?? Ω(固化后胶层绝缘) |
热循环可靠性 | -40℃~125℃,1000次循环后强度保留率85% | -40℃~85℃,1000次循环后强度保留率90% |
简单总结:锡膏的优势在导电导热性和高温可靠性,适合高功率、高精度场景;锡胶的核心是低温焊接和结构补强,更适配热敏、易振动的部件。
三、应用场景:结合产线需求的选型逻辑
在实际生产中,两者的应用场景有明确区分,选错不仅会影响良率,还可能导致后期失效。
锡膏:生产工艺多种,SMT量产场景的主流选择
锡膏的高效性和稳定性,使其在大批量、高精度生产中不可替代,主要应用:
消费电子量产线:智能手机主板(如苹果iPhone 15主板的01005阻容件焊接)、笔记本电脑显卡(BGA封装芯片)、智能电视电源板,这些产品单条线日产能可达2-5万片,需锡膏的高印刷精度(±5%厚度偏差)和快速回流适配.
汽车电子:车载VCU(整车控制器)PCB、仪表盘驱动板,多采用Sn99.3Cu0.7锡膏,耐受125℃长期工作温度,且能通过AEC-Q100的温循测试。
功率器件封装:LED正装晶片(陶瓷基板上的SnSb10Ni0.5锡膏焊接)、工业IGBT模块(高导热需求,选用高银含量的SAC405锡膏)。
锡胶:特种场景的定制化应用
锡胶的低温特性和补强功能,使其在以下场景中更具优势:
柔性电子:折叠屏手机的UTG(超薄玻璃)柔性基板驱动芯片,焊接温度不能超过180℃(避免基板翘曲),锡胶的170℃固化曲线刚好适配,且固化后的树脂胶层能缓解弯折时的应力。
医疗设备:血糖检测传感器的电极焊接(热敏生物芯片不能承受高温)、心脏起搏器的微型控制单元,锡胶的低残留和高绝缘性可避免短路风险,符合医疗级认证(如ISO10993)。
小批量/返修:研发阶段的样品PCB(如芯片测试板,月产能仅50-100片,无需制作钢网,点胶即可)、军工产品的局部返修(异形焊点,无法印刷锡膏)。
选型总结
简单来说,锡膏和锡胶的选型可遵循两个核心原则。
1、看量产规模与精度:大批量、高精度(≤0.3mm?间距)、高功率场景,优先选锡膏;小批量、低精度、热敏/柔性部件,选锡胶。
2、看成本与工艺适配:月产能超5万片,锡膏的单位成本更低;月产能低于1万片,锡胶无需钢网,更划算。
作为焊料厂家,我们也会根据客户的具体需求(如PCB设计、产能、可靠性要求)提供定制化方案,比如为精密封装客户提供Type 7级超细粉锡膏,为柔性电子客户调整锡胶的树脂柔韧性,确保焊料与工艺完美匹配。