PCB-Heißluftnivellierungstechnologie

PCB-Heißluftnivellierungstechnologie

Die Heißluft-Nivellierungstechnologie ist eine relativ ausgereifte Technologie, aber da ihr Prozess in einer dynamischen Umgebung mit hoher Temperatur und hohem Druck stattfindet, ist die Qualität schwer zu kontrollieren und zu stabilisieren. In diesem Dokument werden einige Erfahrungen mit der Heißluft-Nivellierungsprozesssteuerung vorgestellt.

Heißluftnivellierungslötbeschichtung HAL (allgemein bekannt als Zinnsprühen) ist eine Art Nachbearbeitungstechnologie, die in den letzten Jahren von Leiterplattenfabriken weit verbreitet ist. Es ist eigentlich ein Prozess, der Tauchschweißen und Heißluftnivellieren kombiniert, um eutektisches Lot in das metallisierte Loch von Leiterplatte und gedrucktem Draht zu beschichten. Der Prozess besteht darin, die Leiterplatte zuerst in Flussmittel einzutauchen, dann in die geschmolzene Lotbeschichtung einzutauchen und dann zwischen den beiden Luftmessern hindurchzugehen, wobei die heiße Druckluft im Luftmesser das überschüssige Lot auf der Leiterplatte abbläst, und Beseitigen Sie das überschüssige Lötmittel im Metallloch, um eine helle, flache und gleichmäßige Lötmittelbeschichtung zu erhalten.

Die herausragendsten Vorteile der Heißluftnivellierung für die Lotbeschichtung sind, dass die Zusammensetzung der Beschichtung unverändert bleibt, die Kanten der gedruckten Schaltung vollständig geschützt werden können und die Dicke der Beschichtung durch das Windmesser gesteuert werden kann; Die Beschichtung und das Basiskupfer machen Metallbindung, gute Benetzbarkeit, gute Schweißbarkeit, Korrosionsbeständigkeit ist auch sehr gut. Als Nachbearbeitung der Leiterplatte wirken sich ihre Vor- und Nachteile direkt auf das Aussehen der Leiterplatte, die Korrosionsbeständigkeit und die Schweißqualität des Kunden aus. Wie man seinen Prozess steuert, beschäftigt sich eher mit dem Problem der Leiterplattenfabrik. Hier sprechen wir über die am weitesten verbreitete vertikale Heißluft-Richtprozesssteuerung mit einiger Erfahrung.

ä¸ãdie Auswahl und Verwendung von Flussmitteln

Das zum Heißluftrichten verwendete Flussmittel ist ein Spezialflussmittel. Seine Funktion bei der Heißklimatisierung besteht darin, die freiliegende Kupferoberfläche auf der Leiterplatte zu aktivieren und die Benetzbarkeit des Lötmittels auf der Kupferoberfläche zu verbessern; Stellen Sie sicher, dass die Laminatoberfläche nicht überhitzt, stellen Sie einen Schutz für das Lötmittel bereit, um eine Oxidation des Lötmittels zu verhindern, wenn es nach dem Nivellieren abgekühlt wird, und verhindern Sie, dass das Lötmittel an der lötbeständigen Beschichtung haftet, um zu verhindern, dass das Lötmittel zwischen den Pads Brücken bildet; Das verbrauchte Flussmittel reinigt die Oberfläche des Lötmittels und das Lötoxid wird zusammen mit dem verbrauchten Flussmittel ausgetragen.

Das zum Heißluftrichten verwendete Spezialflussmittel muss folgende Eigenschaften aufweisen:

1、Es muss ein wasserlösliches Flussmittel, biologisch abbaubar und ungiftig sein.

Wasserlösliches Flussmittel ist leicht zu reinigen, weniger Rückstände auf der Oberfläche, bildet keine Ionenverschmutzung auf der Oberfläche; Der biologische Abbau kann ohne besondere Behandlung abgelassen werden, um die Anforderungen des Umweltschutzes zu erfüllen, der Schaden für den menschlichen Körper wird stark reduziert.

2、Es hat eine gute Aktivität

Im Hinblick auf die Reaktivität, die Fähigkeit, die Oxidschicht von der Kupferoberfläche zu entfernen, um die Benetzbarkeit des Lots auf der Kupferoberfläche zu verbessern, wird dem Lot normalerweise ein Aktivator zugesetzt. Bei der Auswahl sowohl unter Berücksichtigung einer guten Aktivität als auch unter Berücksichtigung der minimalen Korrosion von Kupfer besteht der Zweck darin, die Löslichkeit von Kupfer im Lot zu verringern und Rauchschäden an der Ausrüstung zu verringern.

Die Aktivität des Flussmittels spiegelt sich hauptsächlich in der Zinnkapazität wider. Da der von jedem Flussmittel verwendete Wirkstoff nicht derselbe ist, ist seine Aktivität nicht dieselbe. Flussmittel mit hoher Aktivität, dichte Pads, Patches und anderes gutes Zinn; Im Gegenteil, es ist leicht, auf der Oberfläche des freigelegten Kupferphänomens zu erscheinen, die Aktivität des Wirkstoffs spiegelt sich auch in der Helligkeit und Glätte der Zinnoberfläche wider.

3、Thermische Stabilität

Verhindern Sie, dass grünes Öl und Grundmaterial hohen Temperaturen ausgesetzt werden.

4、Eine bestimmte Viskosität haben.

Die Heißluftnivellierung für Flussmittel erfordert eine bestimmte Viskosität, die Viskosität bestimmt die Fließfähigkeit des Flussmittels. Damit die Lot- und Laminatoberfläche vollständig geschützt wird, muss das Flussmittel eine bestimmte Viskosität haben, Flussmittel mit geringer Viskosität haften leicht an der Oberfläche des Laminats (auch bekannt als hängendes Zinn) und einfach herzustellende Brücken an dichten Stellen wie IC.

5、Passende Säure

Ein hoher Säuregehalt des Flussmittels vor dem Sprühen der Platte kann leicht dazu führen, dass sich die Kante der Schweißwiderstandsschicht ablöst. Das Sprühen der Platte nach ihren Rückständen für eine lange Zeit führt leicht zu einer Schwärzung der Zinnoberfläche. Der allgemeine PH-Wert des Flussmittels beträgt 2,5-3. Fünf oder so.

Andere Leistungen spiegeln sich hauptsächlich im Einfluss von Bedienern und Betriebskosten wider, wie z. B. schlechter Geruch, leicht flüchtige Substanzen, Rauch, Einheitsbeschichtungsbereich, Hersteller sollten auf der Grundlage des Experiments ausgewählt werden.

Während des Versuchs können die folgenden Leistungen nacheinander getestet und verglichen werden:

1.     Ebenheit, Helligkeit, Steckerloch oder nicht

2. Aktivität: Wählen Sie eine fein dichte Patch-Leiterplatte aus und testen Sie ihre Zinnkapazität.

3. Die mit Flussmittel beschichtete Leiterplatte, um 30 Minuten nach dem Waschen mit Bandtestgrünölabstreifen zu verhindern.

4. Legen Sie die Platte nach dem Besprühen 30 Minuten lang hin und testen Sie, ob die Zinnoberfläche schwarz wird.

5. Rückstände nach der Reinigung

6. Dichtes IC-Bit ist verbunden.

7. Einzelplatte (Glasfaserplatte usw.) auf der Rückseite der Hängedose.

8. Rauch,

9. Flüchtigkeit, Geruchsgröße, ob Verdünnung hinzugefügt werden soll

10. Beim Reinigen entsteht kein Schaum

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äºãSteuerung und Auswahl der Heißluft-Nivellierungsprozessparameter

Zu den Prozessparametern des Heißluftnivellierens gehören Löttemperatur, Tauchschweißzeit, Luftmesserdruck, Luftmessertemperatur, Luftmesserwinkel, Luftmesserabstand und PCB-Anstiegsgeschwindigkeit usw. Im Folgenden wird der Einfluss dieser Prozessparameter auf die diskutiert Qualität der Leiterplatte.

1. Zinntauchzeit:

Die Auslaugezeit steht in engem Zusammenhang mit der Qualität der Lotbeschichtung. Beim Tauchschweißen bildet sich zwischen der Kupferbasis und dem Zinn im Lot eine Schicht der Metallverbindung î°IMC und auf dem Draht bildet sich eine Lotschicht. Der obige Vorgang dauert im Allgemeinen 2–4 Sekunden, in dieser Zeit kann sich eine gute intermetallische Verbindung bilden. Je länger die Zeit, desto dicker das Lot. Aber zu lange Zeit wird das Grundmaterial der Leiterplatte schichten und grünes Öl sprudeln lassen, Zeit ist zu kurz, es ist leicht, ein Halbeintauchphänomen zu erzeugen, was zu lokalem Zinnweiß führt, zusätzlich zu einer leicht zu erzeugenden rauen Zinnoberfläche.

2. Zinntanktemperatur:

Das übliche Lot, das für Leiterplatten und elektronische Komponenten verwendet wird, ist die Legierung Blei 37 / Zinn 63, die einen Schmelzpunkt von 183 hat℃. Die Fähigkeit, intermetallische Verbindungen mit Kupfer zu bilden, ist bei Löttemperaturen zwischen 183℃und 221℃. Bei 221℃, tritt das Lot in die Benetzungszone ein, die von 221℃bis 293℃. Da die Platte bei hohen Temperaturen leicht beschädigt werden kann, sollte die Löttemperatur etwas niedriger gewählt werden. Theoretisch wird festgestellt, dass 232℃ist die optimale Schweißtemperatur und in der Praxis 250℃ist die optimale Temperatur.

3. Luftmesserdruck:

Auf der tauchgeschweißten Leiterplatte verbleibt zu viel Lötzinn und fast alle metallisierten Löcher sind durch Lötzinn blockiert. Die Funktion des Windmessers besteht darin, das überschüssige Lot abzublasen und das metallisierte Loch zu leiten, ohne die Größe des metallisierten Lochs zu sehr zu verringern. Die hierfür eingesetzte Energie wird durch den Windmesserdruck und die Strömungsgeschwindigkeit bereitgestellt. Je höher der Druck, desto schneller die Fließgeschwindigkeit, desto dünner die Lotbeschichtung. Daher ist der Rakeldruck einer der wichtigsten Parameter beim Heißluftrichten. Normalerweise ist der Windmesserdruck 0. 3-0. 5 MPa.

Der Druck vor und nach dem Windmesser wird im Allgemeinen so gesteuert, dass er vorne groß und hinten klein ist, und die Druckdifferenz 0,5 MPa beträgt. Entsprechend der Verteilung der Geometrie auf der Platine kann der Druck des vorderen und hinteren Luftmessers geeignet eingestellt werden, um sicherzustellen, dass die IC-Position flach ist und der Patch keine Vorsprünge aufweist. Spezifische Werte finden Sie im Werkshandbuch.

4. Luftmessertemperatur:

Die aus dem Luftmesser strömende heiße Luft hat wenig Einfluss auf die Leiterplatte und wenig Einfluss auf den Luftdruck. Aber eine Erhöhung der Temperatur im Inneren der Schaufel hilft der Luft, sich auszudehnen. Wenn der Druck konstant ist, kann daher eine Erhöhung der Lufttemperatur ein größeres Luftvolumen und eine schnellere Strömungsrate liefern, um eine größere Ausgleichskraft zu erzeugen. Die Temperatur des Luftmessers hat einen gewissen Einfluss auf das Aussehen der Lotbeschichtung nach dem Einebnen. Wenn die Temperatur des Windmessers niedriger als 93 ist℃wird die Beschichtungsoberfläche dunkler, und mit zunehmender Lufttemperatur neigt die dunkler werdende Beschichtung dazu, sich zu verringern. Bei 176℃verschwand die dunkle Erscheinung vollständig. Daher beträgt die niedrigste Temperatur des Windmessers nicht weniger als 176℃. Um eine gute Ebenheit der Zinnoberfläche zu erreichen, kann die Temperatur des Luftmessers normalerweise zwischen 300 und 300 °C geregelt werden℃- 400℃.

5. Luftmesserabstand:

Wenn die heiße Luft im Luftmesser die Düse verlässt, verlangsamt sich die Strömungsgeschwindigkeit, und der Grad der Verlangsamung ist proportional zum Quadrat des Abstands zwischen den Luftmessern. Je größer also der Abstand, desto geringer die Luftgeschwindigkeit, desto geringer die Nivellierkraft. Der Abstand der Luftblätter beträgt im Allgemeinen 0,95-1. 25cm. Der Abstand des Windmessers sollte nicht zu klein sein, da es sonst zu Reibung auf der Leiterplatte kommt î was der Leiterplattenoberfläche nicht gut tut. Der Abstand zwischen Ober- und Untermesser wird im Allgemeinen bei etwa 4 mm gehalten, zu groß ist anfällig für Lötspritzer.

6. Luftmesserwinkel:

Der Winkel, in dem die Klinge die Platte bläst, beeinflusst die Dicke der Lotbeschichtung. Wenn der Winkel nicht richtig eingestellt ist, ist die Lotdicke auf beiden Seiten der Leiterplatte unterschiedlich und es können auch Spritzer und Geräusche von geschmolzenem Lot verursacht werden. Der größte Teil des vorderen und hinteren Luftmesserwinkels ist auf 4 Grad Abwärtsneigung eingestellt, leicht angepasst entsprechend dem spezifischen Plattentyp und dem geometrischen Verteilungswinkel der Plattenoberfläche.

7. Anstiegsgeschwindigkeit der Leiterplatte:

Eine weitere Variable im Zusammenhang mit der Heißluftnivellierung ist die Geschwindigkeit, mit der die Klingen zwischen ihnen hindurchlaufen, die Geschwindigkeit, mit der der Sender ansteigt, was die Dicke des Lötmittels beeinflusst. Langsame Geschwindigkeit, mehr Luft bläst auf die Leiterplatte, sodass das Lot dünn wird. Im Gegenteil, das Lot ist zu dick oder verstopft sogar Löcher.

8. Vorheiztemperatur und -zeit:

Der Zweck des Vorwärmens besteht darin, die Flussmittelaktivität zu verbessern und den Temperaturschock zu verringern. Die allgemeine Vorwärmtemperatur beträgt 343℃. Bei einer Vorwärmung von 15 Sekunden kann die Oberflächentemperatur der Leiterplatte etwa 80 °C erreichen℃. Etwas Heißluftnivellieren ohne Vorwärmprozess.

Drittens, Gleichmäßigkeit der Lotbeschichtungsdicke

Die Dicke des Lots, das durch das Heißluftnivellieren bedeckt wird, ist im Wesentlichen gleichmäßig. Mit der Änderung der Leiterdrahtgeometrie ändert sich aber auch die Einebnungswirkung des Windmessers auf das Lot, somit ändert sich auch die Dicke der Lotschicht beim Heißluftglätten. Normalerweise ist der gedruckte Draht parallel zur Richtrichtung, der Luftwiderstand ist gering, die Richtkraft ist groß, daher ist die Beschichtung dünn. Bedruckter Draht senkrecht zur Nivellierungsrichtung, der Luftwiderstand ist groß, der Nivellierungseffekt ist gering, daher ist die Beschichtung dicker und die Lotbeschichtung im metallisierten Loch ist ebenfalls uneben. Es ist sehr schwierig, eine vollständig gleichförmige und ebene Zinnoberfläche zu erhalten, da Lot sofort aus einem Hochtemperatur-Zinnofen in eine dynamische Umgebung mit hohem Druck und hoher Temperatur gehoben wird. Aber durch die Anpassung der Parameter kann so glatt wie möglich sein.

1. Wählen Sie Flussmittel und Lötmittel mit guter Aktivität

Flussmittel ist der Hauptfaktor für die Glätte der Zinnoberfläche. Das Flussmittel mit guter Aktivität kann eine relativ glatte, glänzende und vollständige Zinnoberfläche erhalten.

Lot sollte eine Blei-Zinn-Legierung mit hoher Reinheit wählen und regelmäßig eine Kupferbleichbehandlung durchführen, um sicherzustellen, dass der Kupfergehalt 0 beträgt. Unter 03 % bei Arbeitsbelastung und Testergebnissen.

2. Ausrüstungsanpassung

Luftmesser ist ein direkter Faktor, um die Ebenheit der Zinnoberfläche einzustellen. Luftmesserwinkel, Luftmesserdruck und Druckunterschiedsänderung vorher und nachher, Luftmessertemperatur, Luftmesserabstand (vertikaler Abstand, horizontaler Abstand) und Hebegeschwindigkeit haben einen großen Einfluss auf die Oberfläche. Für verschiedene Plattentypen sind ihre Parameterwerte nicht gleich, in einigen fortschrittlichen Technologien von Zinnspritzmaschinen, die mit einem Mikrocomputer ausgestattet sind, werden die Parameter der verschiedenen Plattentypen zur automatischen Anpassung im Computer gespeichert.

Das Luftmesser und die Führungsschiene werden regelmäßig gereinigt, und der Luftmesserspalt wird alle zwei Stunden von Rückständen gereinigt. Wenn die Produktion groß ist, erhöht sich die Reinigungsdichte.

3. Vorbehandlung

Das Mikroätzen hat auch einen großen Einfluss auf die Ebenheit der Zinnoberfläche. Wenn die Tiefe des Mikroätzens zu gering ist, ist es für Kupfer und Zinn schwierig, Kupfer- und Zinnverbindungen auf der Oberfläche zu bilden, was zu einer lokalen Rauhigkeit der Zinnoberfläche führt. Ein schlechter Stabilisator in der Mikroätzlösung führt zu einer schnellen und ungleichmäßigen Kupferätzgeschwindigkeit und verursacht auch eine ungleichmäßige Zinnoberfläche. APS-System wird allgemein empfohlen.

Bei einigen Plattentypen ist manchmal eine Backplattenvorbehandlung erforderlich, die auch einen gewissen Einfluss auf den Zinnverlauf hat.

Das Bild

4. Vorprozesskontrolle

Da die Heißluftnivellierung die letzte Behandlung ist, haben viele vorherige Prozesse einen gewissen Einfluss darauf, z. B. führt eine nicht saubere Entwicklung zu Zinnfehlern, verstärkt die Kontrolle des vorherigen Prozesses und kann die Probleme bei der Heißluftnivellierung erheblich reduzieren.