Dr. Ronald C. Lasky: Indium Corporation's Ed Briggs had the great idea to write a paper on the many applications of solder preforms. He asked me to edit and review the paper; the title was The Versatile Preform.
预型件是一块形状各异的焊料。通常，预型件都涂有焊剂或在金属中心有焊剂。像这样中心有助焊剂的预型件通常被称为 "助焊剂芯"。不过，预型件有六种焊料系列：镓基、铋基、铟基、锡基、铅基和金基。有 200 多种不同的合金可制成预型件。
我应该清楚，焊膏是电子表面贴装的基本材料，因此非常重要。然而，它们的性质本身也带来了一些挑战。焊膏助焊剂必须具有足够的活性，以便在回流焊过程中去除氧化物，同时在焊膏储存期间不影响焊粉。由于焊膏中大约 50% 的体积是助焊剂，因此助焊剂会覆盖所有的焊粉颗粒，这就给焊膏的长期储存带来了挑战。
这种焊膏的保质期以月为单位。由于预型件是固体，因此在储存过程中与少量预型件助焊剂相互作用的焊料合金表面积要小得多。预型件的保质期几乎是无限的。预型件的温度范围很广。锡基焊膏（如锡铅焊膏和无铅焊膏）的熔化范围在 183 至 229°C 之间。预型件的 6 个合金系列的熔化温度范围为 8°C 至 1,064°C。
一些温度较高的应用包括使用 J-STD-020 连接硅集成电路芯片，这需要一种熔点为 260 至 265°C 的焊料合金。一些温度较高的应用包括使用 J-STD-020 连接硅集成电路芯片，这需要一种在 260 至 265°C 下熔化的焊料合金。有几种铅基预型件可在此温度范围内熔化。同样，也有几种金基合金可在此温度范围内用于射频和气密密封。
预成型在 SMT 组装中有多种应用。许多电子电路板既有表面贴装元件，也有通孔元件。通常情况下，人们需要在组装线上进行表面贴装和波峰焊来组装这样的电路板。然而，在通孔上印刷焊膏通常可以只进行表面贴装组装。这种工艺通常被称为 "锡膏插针"（pin-in-paste），因为通孔实际上是放在通孔锡膏沉积物中并穿过锡膏沉积物的。因此，当焊膏回流时，通孔焊点通常会缺少焊料，并且助焊剂过量。
这是插针贴装电路板的横截面。请注意焊料的缺乏和助焊剂的过量。焊料预型件是一种解决方案。通过在焊料沉积物上放置预型件，可以消除焊料不足的情况。预型件通常是无源元件的形状，如 0603 电阻器。预型件采用卷带包装，由元件贴片机放置在焊料上。由此产生的焊点通常近乎完美。
许多新的高密度移动电话设计往往难以印制足够的焊锡膏来形成有效的焊点，从而将电气屏蔽连接到印刷电路板焊盘上。在这种情况下，屏蔽罩将无法完成电磁和静电放电保护任务。
焊料预型件经常在这种焊料匮乏的条件下使用。这种工艺称为 Solder Fortification®。预型件由元件贴片机贴装。有关 Solder Fortification® 的更多信息，请参阅 Carol Gowans 及其同事撰写的题为 "预型件的 Solder Fortification® 应用 "的论文。这个话题可以讨论一整天。激光、感应和机器人焊接中还有许多其他应用。
有关使用预成型件应对焊接工艺挑战的更多信息，请访问我们的网站www.indium.com。
Reading Ed's paper for SMTAI 2016 would help answer questions you may have, but most importantly call Indium Corporation's technical services group to have your preform questions answered. And, as always, you may email me at [email protected].
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