Công nghệ san lấp mặt bằng không khí nóng PCB

Công nghệ san lấp mặt bằng không khí nóng PCB

Công nghệ san lấp mặt bằng không khí nóng là một công nghệ tương đối trưởng thành, nhưng do quy trình của nó ở trong môi trường năng động ở nhiệt độ cao và áp suất cao nên chất lượng rất khó kiểm soát và ổn định. Bài báo này sẽ giới thiệu một số kinh nghiệm kiểm soát quá trình san lấp mặt bằng bằng khí nóng.

Lớp phủ hàn san bằng khí nóng HAL (thường được gọi là phun thiếc) là một loại công nghệ xử lý sau xử lý được các nhà máy sản xuất bảng mạch sử dụng rộng rãi trong những năm gần đây. Nó thực sự là một quá trình kết hợp hàn nhúng và san bằng không khí nóng để phủ chất hàn eutectic vào lỗ kim loại của bảng in và dây in. Quá trình này trước tiên là nhúng bảng in bằng chất trợ dung, sau đó nhúng vào lớp phủ hàn nóng chảy, sau đó đưa qua giữa hai con dao khí, với khí nén nóng trong dao khí để thổi bay chất hàn thừa trên bảng in, và loại bỏ chất hàn dư thừa trong lỗ kim loại, để có được lớp phủ hàn sáng, phẳng và đồng nhất.

Ưu điểm nổi bật nhất của việc san phẳng không khí nóng cho lớp phủ hàn là thành phần của lớp phủ không thay đổi, các cạnh của mạch in có thể được bảo vệ hoàn toàn và độ dày của lớp phủ có thể được kiểm soát bằng dao gió; Lớp phủ và đồng cơ bản tạo ra liên kết kim loại, độ ẩm tốt, khả năng hàn tốt, khả năng chống ăn mòn cũng rất tốt. Là quá trình xử lý sau của bảng in, những ưu điểm và nhược điểm của nó ảnh hưởng trực tiếp đến hình thức của bảng in, khả năng chống ăn mòn và chất lượng hàn của khách hàng. Làm thế nào để kiểm soát quá trình của nó, quan tâm nhiều hơn đến vấn đề của nhà máy sản xuất bảng mạch. Ở đây chúng ta nói về một số kinh nghiệm kiểm soát quá trình san lấp mặt bằng không khí nóng thẳng đứng được sử dụng rộng rãi nhất.

ä¸ãsự lựa chọn và sử dụng thông lượng

Thông lượng được sử dụng để san lấp mặt bằng không khí nóng là một thông lượng đặc biệt. Chức năng của nó trong điều hòa không khí nóng là kích hoạt bề mặt đồng tiếp xúc trên bảng in, cải thiện khả năng thấm ướt của chất hàn trên bề mặt đồng; Đảm bảo rằng bề mặt laminate không quá nóng, cung cấp lớp bảo vệ cho chất hàn để ngăn quá trình oxy hóa của chất hàn khi được làm mát sau khi san phẳng và ngăn chất hàn dính vào lớp phủ chống hàn để ngăn chất hàn kết nối giữa các miếng đệm; Chất trợ dung đã sử dụng làm sạch bề mặt của vật hàn và oxit hàn được thải ra cùng với chất trợ dung đã sử dụng.

Thông lượng đặc biệt được sử dụng để san lấp mặt bằng không khí nóng phải có các đặc điểm sau:

1、Nó phải là chất trợ dung hòa tan trong nước, phân hủy sinh học, không độc hại.

Thông lượng hòa tan trong nước dễ làm sạch, ít cặn trên bề mặt, sẽ không hình thành ô nhiễm ion trên bề mặt; Phân hủy sinh học, không cần xử lý đặc biệt có thể được thải ra, để đáp ứng các yêu cầu bảo vệ môi trường, tác hại đối với cơ thể con người giảm đi rất nhiều.

2、Nó có hoạt động tốt

Về khả năng phản ứng, khả năng loại bỏ lớp oxit khỏi bề mặt đồng để cải thiện khả năng thấm ướt của chất hàn trên bề mặt đồng, chất kích hoạt thường được thêm vào chất hàn. Khi lựa chọn, vừa tính đến hoạt tính tốt, vừa tính đến khả năng ăn mòn đồng tối thiểu, mục đích là giảm độ hòa tan của đồng trong chất hàn và giảm khói gây hại cho thiết bị.

Hoạt động của từ thông chủ yếu được phản ánh trong công suất thiếc. Bởi vì các hoạt chất được sử dụng bởi mỗi thông lượng không giống nhau, hoạt động của nó không giống nhau. Thông lượng hoạt động cao, miếng đệm dày đặc, miếng vá và thiếc tốt khác; Ngược lại, rất dễ xuất hiện hiện tượng đồng bị lộ trên bề mặt, hoạt tính của hoạt chất còn thể hiện ở độ sáng và độ mịn của bề mặt thiếc.

3、Ổn định nhiệt

Ngăn chặn dầu xanh và vật liệu cơ bản khỏi tác động nhiệt độ cao.

4、Để có độ nhớt nhất định.

Cân bằng không khí nóng cho chất trợ dung cần có độ nhớt nhất định, độ nhớt quyết định tính lưu động của chất trợ dung, để làm cho bề mặt hàn và cán mỏng được bảo vệ hoàn toàn, chất trợ dung phải có độ nhớt nhất định, chất trợ dung có độ nhớt nhỏ dễ bám dính vào bề mặt của tấm gỗ (còn được gọi là thiếc treo) và dễ sản xuất Cầu ở những nơi dày đặc như IC.

5、độ chua thích hợp

Độ axit cao của thuốc trợ dung trước khi phun tấm dễ gây bong tróc mép lớp điện trở hàn, tấm phun sau khi cặn bám lâu ngày dễ gây oxi hóa đen bề mặt thiếc. Giá trị PH từ thông chung là 2. 5-3. Năm hoặc hơn.

Hiệu suất khác chủ yếu được phản ánh trong ảnh hưởng của người vận hành và chi phí vận hành, chẳng hạn như mùi hôi, chất dễ bay hơi cao, khói, diện tích lớp phủ đơn vị, nhà sản xuất nên được lựa chọn trên cơ sở thử nghiệm.

Trong quá trình dùng thử, hiệu suất sau đây có thể được kiểm tra và so sánh từng cái một:

1.     Độ phẳng, độ sáng, lỗ cắm hay không

2. Hoạt động: chọn bảng mạch vá dày đặc tốt, kiểm tra dung lượng thiếc của nó.

3. Bảng mạch được phủ bằng chất trợ dung để ngăn chặn 30 phút, sau khi rửa bằng băng kiểm tra tước dầu màu xanh lá cây.

4. Sau khi phun tấm, đặt nó trong 30 phút và kiểm tra xem bề mặt thiếc có bị đen không.

5. Cặn sau khi làm sạch

6. Bit IC dày đặc được kết nối.

7. Bảng đơn (tấm sợi thủy tinh, v.v.) ở mặt sau của hộp thiếc treo.

8. Hút thuốc,

9. Độ bay hơi, độ lớn mùi, có pha thêm chất pha loãng không

10. Không có bọt khi tẩy rửa

.

äºãKiểm soát và lựa chọn các thông số quá trình san lấp mặt bằng không khí nóng

Các thông số quy trình làm phẳng khí nóng bao gồm nhiệt độ hàn î£, thời gian hàn nhúng, áp suất dao khí, nhiệt độ dao khí, Góc dao khí, khoảng cách dao khí và tốc độ gia tăng PCB, v.v. Sau đây sẽ thảo luận về ảnh hưởng của các thông số quy trình này đối với chất lượng của bảng in.

1. Thời gian ngâm thiếc:

Thời gian lọc có mối quan hệ lớn với chất lượng của lớp phủ hàn. Trong quá trình hàn nhúng, một lớp hợp chất kim loại î°IMC được hình thành giữa đế đồng và thiếc trong chất hàn, và một lớp phủ chất hàn được hình thành trên dây. Quá trình trên thường mất 2-4 giây, trong thời gian này có thể tạo thành một hợp chất intermetallic tốt. Thời gian càng dài, chất hàn càng dày. Nhưng thời gian quá dài sẽ làm cho vật liệu nền bảng in bị phân tầng và sủi bọt dầu màu xanh lá cây, thời gian quá ngắn dễ sinh ra hiện tượng bán ngâm, dẫn đến thiếc trắng cục bộ, ngoài ra còn dễ tạo ra bề mặt thiếc sần sùi.

2. Nhiệt độ bể thiếc:

Chất hàn phổ biến được sử dụng cho PCB và linh kiện điện tử là hợp kim chì 37 / thiếc 63, có điểm nóng chảy là 183℃. Khả năng hình thành các hợp chất intermetallic với đồng là rất nhỏ ở nhiệt độ hàn giữa 183℃và 221℃. Ở 221℃, chất hàn đi vào vùng làm ướt, dao động từ 221℃đến 293℃. Xem xét rằng tấm dễ bị hư hỏng ở nhiệt độ cao, vì vậy nên chọn nhiệt độ hàn thấp hơn một chút. Về mặt lý thuyết, người ta thấy rằng 232℃là nhiệt độ hàn tối ưu, và trong thực tế, 250℃là nhiệt độ tối ưu.

3. Áp suất dao khí:

Quá nhiều chất hàn vẫn còn trên PCB được hàn nhúng và hầu như tất cả các lỗ kim loại hóa đều bị chất hàn chặn lại. Chức năng của dao gió là thổi hết chất hàn thừa và dẫn lỗ kim loại, mà không làm giảm quá nhiều kích thước của lỗ kim loại. Năng lượng sử dụng cho mục đích này được cung cấp bởi áp suất dao gió và tốc độ dòng chảy. Áp suất càng cao, tốc độ dòng chảy càng nhanh, lớp phủ hàn càng mỏng. Do đó, áp suất lưỡi dao là một trong những thông số quan trọng nhất của việc san lấp mặt bằng không khí nóng. Thông thường áp lực dao gió là 0. 3-0. 5 MPa.

Áp suất trước và sau dao gió thường được khống chế lớn ở phía trước và nhỏ ở phía sau, chênh lệch áp suất là 0,5 mpa. Theo sự phân bố của hình học trên bảng, áp suất của dao khí phía trước và phía sau có thể được điều chỉnh một cách thích hợp để đảm bảo rằng vị trí IC bằng phẳng và miếng vá không có phần nhô ra. Tham khảo hướng dẫn sử dụng của nhà máy để biết giá trị cụ thể.

4. Nhiệt độ dao khí:

Không khí nóng chảy ra từ dao khí ít ảnh hưởng đến bảng in và ít ảnh hưởng đến áp suất không khí. Nhưng việc tăng nhiệt độ bên trong cánh quạt sẽ giúp không khí giãn nở. Do đó, khi áp suất không đổi, việc tăng nhiệt độ không khí có thể cung cấp lượng không khí lớn hơn và tốc độ dòng chảy nhanh hơn, để tạo ra lực cân bằng lớn hơn. Nhiệt độ của dao không khí có ảnh hưởng nhất định đến sự xuất hiện của lớp phủ hàn sau khi san lấp mặt bằng. Khi nhiệt độ của dao gió thấp hơn 93℃, bề mặt lớp phủ tối đi và khi nhiệt độ không khí tăng lên, lớp phủ sẫm màu có xu hướng giảm đi. Ở 176℃, bóng tối biến mất hoàn toàn. Do đó, nhiệt độ thấp nhất của dao gió không dưới 176℃. Thông thường để đạt được độ phẳng bề mặt thiếc tốt, nhiệt độ của dao khí có thể được kiểm soát trong khoảng 300℃- 400℃.

5. Khoảng cách dao khí:

Khi không khí nóng trong dao khí rời khỏi vòi, tốc độ dòng chảy chậm lại và mức độ chậm lại tỷ lệ thuận với bình phương khoảng cách giữa dao khí. Do đó, khoảng cách càng lớn, vận tốc không khí càng giảm, lực san bằng càng thấp. Khoảng cách của các cánh quạt gió thường là 0,95-1. 25 centimet. Khoảng cách của dao gió không được quá nhỏ, nếu không sẽ có ma sát trên bảng in î không tốt cho bề mặt bảng. Khoảng cách giữa các lưỡi dao trên và dưới thường được giữ ở mức khoảng 4mm, quá lớn dễ bị bắn tóe hàn.

6. Góc dao khí:

Góc mà lưỡi dao thổi tấm ảnh hưởng đến độ dày của lớp phủ hàn. Nếu Góc không được điều chỉnh đúng cách, độ dày của chất hàn ở cả hai mặt của bảng in sẽ khác nhau, đồng thời cũng có thể gây ra hiện tượng bắn tóe chất hàn nóng chảy và tiếng ồn. Hầu hết Góc của dao khí phía trước và phía sau được điều chỉnh thành độ nghiêng xuống 4 độ, được điều chỉnh một chút theo loại tấm cụ thể và Góc phân bố hình học bề mặt tấm.

7. Tốc độ tăng bảng in:

Một biến số khác liên quan đến việc cân bằng không khí nóng là tốc độ mà các lưỡi dao đi qua giữa chúng, tốc độ mà máy phát tăng lên, ảnh hưởng đến độ dày của vật hàn. Tốc độ chậm, nhiều khí thổi vào bảng in nên mối hàn mỏng. Ngược lại, hàn quá dày, hoặc thậm chí bịt lỗ.

8. Nhiệt độ và thời gian làm nóng sơ bộ:

Mục đích của việc làm nóng sơ bộ là cải thiện hoạt động từ thông và giảm sốc nhiệt. Nhiệt độ gia nhiệt chung là 343℃. Khi được làm nóng trước trong 15 giây, nhiệt độ bề mặt của bảng in có thể đạt khoảng 80℃. Một số san lấp mặt bằng không khí nóng mà không cần quá trình làm nóng sơ bộ.

Ba, độ dày lớp phủ hàn đồng nhất

Độ dày của vật hàn được bao phủ bởi sự san bằng không khí nóng về cơ bản là đồng nhất. Nhưng với sự thay đổi của hình dạng dây in, tác dụng cân bằng của dao gió đối với vật hàn cũng thay đổi, do đó độ dày của lớp phủ hàn của quá trình cân bằng không khí nóng cũng thay đổi. Thông thường, dây in song song với hướng cân bằng, lực cản không khí nhỏ, lực cân bằng lớn, do đó lớp phủ mỏng. Dây in vuông góc với hướng cân bằng, lực cản không khí lớn, hiệu ứng cân bằng nhỏ, do đó lớp phủ dày hơn và lớp hàn trong lỗ kim loại cũng không đồng đều. Rất khó để có được bề mặt thiếc hoàn toàn đồng nhất và phẳng vì chất hàn được nâng lên ngay lập tức từ lò nung thiếc ở nhiệt độ cao trong môi trường động có áp suất cao và nhiệt độ cao. Nhưng thông qua việc điều chỉnh các tham số có thể trơn tru nhất có thể.

1. Chọn thông lượng hoạt động tốt và hàn

Thông lượng là yếu tố chính của độ mịn của bề mặt thiếc. Thông lượng với hoạt động tốt có thể có được bề mặt thiếc tương đối mịn, sáng và hoàn chỉnh.

Chất hàn nên chọn hợp kim chì thiếc có độ tinh khiết cao và thường xuyên tiến hành xử lý tẩy đồng để đảm bảo hàm lượng đồng là 0. Dưới 03% theo khối lượng công việc và kết quả thử nghiệm.

2. Điều chỉnh thiết bị

Dao khí là nhân tố trực tiếp điều chỉnh độ phẳng bề mặt thiếc. Góc dao khí, áp suất dao khí và chênh lệch áp suất thay đổi trước và sau, nhiệt độ dao khí, khoảng cách dao khí (khoảng cách dọc, khoảng cách ngang) và tốc độ nâng sẽ có ảnh hưởng lớn đến bề mặt. Đối với các loại tấm khác nhau, giá trị tham số của chúng không giống nhau, trong một số công nghệ tiên tiến của máy phun thiếc được trang bị máy vi tính, các loại tham số tấm khác nhau được lưu trữ trong máy tính để điều chỉnh tự động.

Dao khí và thanh dẫn hướng được làm sạch thường xuyên, và cặn của khe hở dao khí được làm sạch hai giờ một lần. Khi sản xuất lớn, mật độ làm sạch sẽ tăng lên.

3. Tiền xử lý

Microetching cũng có ảnh hưởng lớn đến độ phẳng của bề mặt thiếc. Nếu độ sâu của vi khắc quá thấp, đồng và thiếc khó hình thành các hợp chất đồng và thiếc trên bề mặt, dẫn đến bề mặt thiếc bị nhám cục bộ. Chất ổn định kém trong dung dịch ăn mòn vi mô dẫn đến tốc độ ăn mòn đồng nhanh và không đồng đều, đồng thời cũng gây ra bề mặt thiếc không đồng đều. Hệ thống APS thường được khuyến nghị.

Đối với một số loại tấm, đôi khi cần phải xử lý trước tấm nướng, điều này cũng sẽ có ảnh hưởng nhất định đến việc san phẳng thiếc.

Bức tranh

4. Kiểm soát tiền xử lý

Bởi vì san lấp mặt bằng không khí nóng là phương pháp xử lý cuối cùng, nhiều quy trình trước đó sẽ có tác động nhất định đến nó, chẳng hạn như phát triển không sạch sẽ gây ra khuyết tật thiếc, tăng cường kiểm soát quy trình trước đó, có thể làm giảm đáng kể các vấn đề trong san lấp mặt bằng không khí nóng.