Teknologi perataan udara panas PCB

Teknologi perataan udara panas PCB

Teknologi perataan udara panas adalah teknologi yang relatif matang, tetapi karena prosesnya berada dalam lingkungan dinamis suhu tinggi dan tekanan tinggi, kualitasnya sulit dikendalikan dan distabilkan. Makalah ini akan memperkenalkan beberapa pengalaman pengendalian proses perataan udara panas.

Lapisan solder perataan udara panas HAL (umumnya dikenal sebagai penyemprotan timah) adalah sejenis teknologi pemrosesan pasca-proses yang banyak digunakan oleh pabrik papan sirkuit dalam beberapa tahun terakhir. Ini sebenarnya adalah proses yang menggabungkan pengelasan celup dan perataan udara panas untuk melapisi solder eutektik di lubang logam papan cetak dan kawat cetak. Prosesnya adalah pertama-tama mencelupkan papan cetak dengan fluks, kemudian mencelupkannya ke dalam lapisan solder cair, dan kemudian melewati antara dua pisau udara, dengan udara bertekanan panas di pisau udara untuk meniup kelebihan solder pada papan cetak, dan menghilangkan kelebihan solder di lubang logam, sehingga mendapatkan lapisan solder yang cerah, rata dan seragam.

Keuntungan paling menonjol dari perataan udara panas untuk lapisan solder adalah komposisi lapisan tetap tidak berubah, tepi sirkuit tercetak dapat dilindungi sepenuhnya, dan ketebalan lapisan dapat dikontrol oleh pisau angin; Lapisan dan tembaga dasar membuat ikatan logam, keterbasahan yang baik, kemampuan las yang baik, ketahanan korosi juga sangat baik. Sebagai proses pasca papan cetak, kelebihan dan kekurangannya secara langsung mempengaruhi penampilan papan cetak, ketahanan korosi dan kualitas pengelasan pelanggan. Cara mengontrol prosesnya, lebih memperhatikan masalah pabrik papan sirkuit. Di sini kita berbicara tentang kontrol proses leveling udara panas vertikal yang paling banyak digunakan dari beberapa pengalaman.

ä¸ãpemilihan dan penggunaan fluks

Fluks yang digunakan untuk meratakan udara panas adalah fluks khusus. Fungsinya pada AC panas adalah untuk mengaktifkan permukaan tembaga yang terbuka pada papan cetak, meningkatkan keterbasahan solder pada permukaan tembaga; Pastikan permukaan laminasi tidak terlalu panas, berikan perlindungan pada solder untuk mencegah oksidasi solder saat didinginkan setelah diratakan, dan mencegah solder menempel pada lapisan penahan solder untuk mencegah solder menjembatani antara bantalan; Fluks bekas membersihkan permukaan solder, dan oksida solder dilepaskan bersama dengan fluks bekas.

Fluks khusus yang digunakan untuk meratakan udara panas harus memiliki karakteristik sebagai berikut:

1、Itu harus fluks yang larut dalam air, dapat terurai secara hayati, tidak beracun.

Fluks yang larut dalam air mudah dibersihkan, lebih sedikit residu di permukaan, tidak akan membentuk polusi ion di permukaan; Biodegradasi, tanpa perlakuan khusus dapat dibuang, untuk memenuhi persyaratan perlindungan lingkungan, kerusakan pada tubuh manusia sangat berkurang.

2、Ini memiliki aktivitas yang baik

Dalam hal reaktivitas, kemampuan untuk menghilangkan lapisan oksida dari permukaan tembaga untuk meningkatkan keterbasahan solder pada permukaan tembaga, biasanya ditambahkan aktivator ke solder. Dalam pemilihan, baik untuk memperhitungkan aktivitas yang baik, tetapi juga untuk mempertimbangkan korosi tembaga minimum, tujuannya adalah untuk mengurangi kelarutan tembaga dalam solder, dan mengurangi kerusakan akibat asap pada peralatan.

Aktivitas fluks terutama tercermin dalam kapasitas timah. Karena zat aktif yang digunakan oleh setiap fluks tidak sama, aktivitasnya pun tidak sama. Fluks aktivitas tinggi, bantalan padat, tambalan dan timah bagus lainnya; Sebaliknya, fenomena tembaga yang terpapar mudah muncul di permukaan, aktivitas zat aktif juga tercermin dalam kecerahan dan kehalusan permukaan timah.

3、Stabilitas termal

Cegah minyak hijau dan bahan dasar dari dampak suhu tinggi.

4、Untuk memiliki viskositas tertentu.

Perataan udara panas untuk fluks membutuhkan viskositas tertentu, viskositas menentukan fluiditas fluks, agar permukaan solder dan laminasi terlindungi sepenuhnya, fluks harus memiliki viskositas tertentu, solder fluks dengan viskositas kecil mudah menempel ke permukaan dari laminasi (juga dikenal sebagai timah gantung), dan mudah diproduksi Jembatan di tempat padat seperti IC.

5、Keasaman yang cocok

Keasaman fluks yang tinggi sebelum pelat penyemprotan mudah menyebabkan tepi lapisan tahan las terkelupas, pelat penyemprotan setelah residunya untuk waktu yang lama mudah menyebabkan oksidasi menghitamkan permukaan timah. Nilai PH fluks umum adalah 2. 5-3. Lima atau lebih.

Kinerja lainnya terutama tercermin dalam pengaruh operator dan biaya operasi, seperti bau busuk, zat volatil tinggi, asap, area pelapis unit, produsen harus dipilih berdasarkan percobaan.

Selama uji coba, kinerja berikut dapat diuji dan dibandingkan satu per satu:

1.     Kerataan, kecerahan, lubang colokan atau tidak

2. Aktivitas: pilih papan sirkuit tambalan padat halus, uji kapasitas timahnya.

3. Papan sirkuit dilapisi dengan fluks untuk mencegah 30 menit, setelah dicuci dengan pengupasan minyak hijau pita tes.

4. Setelah disemprot ke piring, letakkan selama 30 menit dan uji apakah permukaan timah menjadi hitam.

5. Residu setelah dibersihkan

6. Bit IC padat terhubung.

7. Panel tunggal (papan serat kaca, dll.) Di bagian belakang kaleng gantung.

8. Asap,

9. Volatilitas, ukuran bau, apakah akan menambah pengencer

10. Tidak ada busa saat dibersihkan

.

äºãKontrol dan pemilihan parameter proses leveling udara panas

Parameter proses perataan udara panas meliputi suhu solder î£, waktu pengelasan celup, tekanan pisau udara, suhu pisau udara, Sudut pisau udara, jarak pisau udara dan kecepatan naik PCB, dll. Berikut ini akan membahas pengaruh parameter proses ini pada kualitas papan cetak.

1. Waktu perendaman timah:

Waktu pencucian memiliki hubungan yang baik dengan kualitas lapisan solder. Selama pengelasan pencelupan, lapisan senyawa logam î°IMC terbentuk antara dasar tembaga dan timah pada solder, dan lapisan solder terbentuk pada kawat. Proses di atas umumnya memakan waktu 2-4 detik, saat ini dapat membentuk senyawa intermetalik yang baik. Semakin lama waktunya, semakin tebal soldernya. Tetapi waktu yang terlalu lama akan membuat stratifikasi bahan dasar papan cetak dan gelembung minyak hijau, waktu yang terlalu singkat, mudah untuk menghasilkan fenomena semi-perendaman, menghasilkan timah putih lokal, selain mudah menghasilkan permukaan timah yang kasar.

2. Suhu tangki timah:

Solder yang umum digunakan untuk PCB dan komponen elektronik adalah paduan timbal 37 / timah 63, yang memiliki titik leleh 183℃. Kemampuan membentuk senyawa intermetalik dengan tembaga sangat kecil pada temperatur solder antara 183℃dan 221℃. Di 221℃, solder memasuki zona pembasahan, yang berkisar dari 221℃ke 293℃. Mengingat pelat mudah rusak pada suhu tinggi, maka suhu solder harus dipilih sedikit lebih rendah. Secara teoritis, ditemukan bahwa 232℃adalah suhu pengelasan optimal, dan dalam praktiknya, 250℃adalah suhu optimum.

3. Tekanan pisau udara:

Terlalu banyak solder yang tersisa pada PCB yang dilas dan hampir semua lubang logam diblokir oleh solder. Fungsi pisau angin adalah untuk meniup kelebihan solder dan melakukan lubang logam, tanpa terlalu banyak mengurangi ukuran lubang logam. Energi yang digunakan untuk tujuan ini disediakan oleh tekanan pisau angin dan laju aliran. Semakin tinggi tekanannya, semakin cepat laju alirannya, semakin tipis lapisan soldernya. Oleh karena itu, tekanan sudu adalah salah satu parameter terpenting dari perataan udara panas. Biasanya tekanan pisau angin adalah 0. 3-0. 5 mpa.

Tekanan sebelum dan sesudah pisau angin umumnya dikontrol menjadi besar di depan dan kecil di belakang, dan perbedaan tekanannya adalah 0,5 mpa. Sesuai dengan distribusi geometri pada papan, tekanan pisau udara depan dan belakang dapat disesuaikan dengan tepat untuk memastikan posisi IC rata dan tambalan tidak memiliki tonjolan. Lihat manual pabrik untuk nilai tertentu.

4. Suhu pisau udara:

Udara panas yang mengalir dari pisau udara memiliki sedikit efek pada papan cetak dan sedikit efek pada tekanan udara. Tetapi menaikkan suhu di dalam bilah membantu udara mengembang. Oleh karena itu, pada saat tekanan konstan, peningkatan suhu udara dapat memberikan volume udara yang lebih besar dan laju aliran yang lebih cepat, sehingga menghasilkan gaya meratakan yang lebih besar. Suhu pisau udara memiliki efek tertentu pada tampilan lapisan solder setelah diratakan. Ketika suhu pisau angin lebih rendah dari 93℃, permukaan pelapis menjadi gelap, dan dengan kenaikan suhu udara, lapisan yang menggelap cenderung berkurang. Pada 176℃, tampilan gelap menghilang sepenuhnya. Oleh karena itu, suhu terendah pisau angin tidak kurang dari 176℃. Biasanya untuk mencapai kerataan permukaan timah yang baik, suhu pisau udara dapat dikontrol antara 300℃- 400℃.

5. Jarak pisau udara:

Ketika udara panas di pisau udara meninggalkan nosel, laju aliran melambat, dan tingkat perlambatan sebanding dengan kuadrat jarak antara pisau udara. Oleh karena itu, semakin besar jarak, semakin rendah kecepatan udara, semakin rendah gaya meratakan. Jarak bilah udara umumnya 0,95-1. 25 cm. Jarak pisau angin tidak boleh terlalu kecil, jika tidak akan ada gesekan pada papan cetak î yang tidak baik untuk permukaan papan. Jarak antara bilah atas dan bawah umumnya dijaga sekitar 4mm, terlalu besar rentan terhadap percikan solder.

6. Sudut pisau udara:

Sudut di mana pisau meniup pelat mempengaruhi ketebalan lapisan solder. Jika Sudut tidak disesuaikan dengan benar, ketebalan solder di kedua sisi papan cetak akan berbeda, dan percikan solder cair dan kebisingan juga dapat terjadi. Sebagian besar sudut pisau udara depan dan belakang disesuaikan dengan kemiringan 4 derajat ke bawah, sedikit disesuaikan dengan jenis pelat tertentu dan sudut distribusi geometris permukaan pelat.

7. Kecepatan naik papan cetak:

Variabel lain yang terkait dengan perataan udara panas adalah kecepatan bilah melewati di antara mereka, kecepatan pemancar naik, yang memengaruhi ketebalan solder. Kecepatan lambat, lebih banyak udara berhembus ke papan cetak, sehingga soldernya tipis. Sebaliknya, solder terlalu tebal, atau bahkan lubang colokan.

8. Suhu dan waktu pemanasan awal:

Tujuan pemanasan awal adalah untuk meningkatkan aktivitas fluks dan mengurangi kejutan termal. Suhu pemanasan awal umum adalah 343℃. Saat dipanaskan terlebih dahulu selama 15 detik, suhu permukaan papan cetak bisa mencapai sekitar 80℃. Beberapa leveling udara panas tanpa proses pemanasan awal.

Tiga, keseragaman ketebalan lapisan solder

Ketebalan solder yang ditutupi oleh perataan udara panas pada dasarnya seragam. Tetapi dengan perubahan geometri kawat tercetak, efek perataan pisau angin pada solder juga berubah, sehingga ketebalan lapisan perataan udara panas juga berubah. Biasanya, kawat tercetak sejajar dengan arah leveling, resistansi terhadap udara kecil, gaya leveling besar, sehingga lapisannya tipis. Kawat yang dicetak tegak lurus dengan arah leveling, resistansi terhadap udara besar, efek levelingnya kecil, sehingga lapisannya lebih tebal, dan lapisan solder pada lubang logam juga tidak rata. Sangat sulit untuk mendapatkan permukaan timah yang benar-benar seragam dan rata karena solder segera dinaikkan dari tungku timah suhu tinggi di lingkungan yang dinamis dengan tekanan tinggi dan suhu tinggi. Namun melalui penyesuaian parameter bisa sehalus mungkin.

1. Pilih fluks dan solder aktivitas yang baik

Fluks merupakan faktor utama kelancaran permukaan timah. Fluks dengan aktivitas yang baik bisa mendapatkan permukaan timah yang relatif halus, cerah dan utuh.

Solder harus memilih paduan timah timbal dengan kemurnian tinggi, dan secara teratur melakukan perawatan pemutihan tembaga untuk memastikan kandungan tembaga adalah 0. Di bawah 03% pada beban kerja dan hasil pengujian.

2. Penyesuaian peralatan

Pisau udara adalah faktor langsung untuk mengatur kerataan permukaan timah. Sudut pisau udara, tekanan pisau udara dan perubahan perbedaan tekanan sebelum dan sesudah, suhu pisau udara, jarak pisau udara (jarak vertikal, jarak horizontal) dan kecepatan angkat akan memiliki pengaruh besar di permukaan. Untuk jenis pelat yang berbeda, nilai parameternya tidak sama, dalam beberapa teknologi canggih mesin penyemprot timah yang dilengkapi dengan komputer mikro, berbagai jenis parameter pelat disimpan di komputer untuk penyesuaian otomatis.

Pisau udara dan rel pemandu dibersihkan secara teratur, dan residu celah pisau udara dibersihkan setiap dua jam. Ketika produksi besar, kerapatan pembersihan akan meningkat.

3. Pretreatment

Microetching juga memiliki pengaruh besar pada kerataan permukaan timah. Jika kedalaman etsa mikro terlalu rendah, tembaga dan timah akan sulit membentuk senyawa tembaga dan timah di permukaan, yang mengakibatkan kekasaran permukaan timah setempat. Penstabil yang buruk dalam larutan mikro-etsa menyebabkan kecepatan etsa tembaga yang cepat dan tidak merata, dan juga menyebabkan permukaan timah yang tidak rata. Sistem APS umumnya direkomendasikan.

Untuk beberapa jenis pelat, terkadang diperlukan perlakuan pendahuluan pada pelat pemanggangan, yang juga akan memiliki pengaruh tertentu pada perataan timah.

Gambar

4. Kontrol pra-proses

Karena perataan udara panas adalah perawatan terakhir, banyak proses sebelumnya akan berdampak tertentu padanya, seperti pengembangan tidak bersih akan menyebabkan cacat timah, memperkuat kontrol proses sebelumnya, dapat sangat mengurangi masalah perataan udara panas.