喷锡培训教材课件.ppt

1、 Page 1工艺部 Page 2前言前言 印制板制作过程中,需要多种表面保覆工艺如镀铜、镀锡铅、镀锡、镀镍、镀金、化学镀镍、化学镀金以及有机助焊性保护膜。这些表面涂覆层的质量直接影响到印制板的质量,尤其是可焊性。Pag 3 喷锡又称热风整平,是将印制板浸入 熔融的焊料(通常为63/37sn/pb的焊料）中,再通过热风将印制板的表面及金属化孔内的多余焊料吹掉,从而得到一个平滑、均匀又光亮的焊料涂覆层。在裸铜上直接涂覆阻焊剂,可以清除锡铅合金镀层上涂覆阻焊剂在波峰焊接时所造成阻焊层起皱现象,阻焊层起皱不仅影响外观,如果阻焊层被破坏,焊剂会残留在阻焊层下面,影响波峰焊接后的清洗效果,造成印制板在使

2、用过程中漏电,还容易产生桥接现象而引起短路。Pag 4 内容内容 页数页数1.对材料的性能要求对材料的性能要求 52.工艺控制工艺控制 6-133.质量要求质量要求 14-164.流程及工序编排流程及工序编排 17-185.生产前准备验证生产前准备验证 196.常见缺陷及对策常见缺陷及对策 207.环境控制与工业安全环境控制与工业安全 21-238.制作能力及发展展望制作能力及发展展望 24-25 Page5一一.对材料的性能要求对材料的性能要求 助焊剂的性能要求 助焊剂由焊剂载体、活性成份和稀释剂等组成,选用助焊剂应充分考虑助焊剂活性,热稳定性、易清洗性,以及粘度和表面张力等性能 助焊剂的粘

3、度和表面张力对焊料润湿铜面有很大影响,较低溶度和较低表面张力的助焊剂易于流动,并能充分润湿铜表面,并且可降低焊料与铜表面的界面张力,使焊料易与铜表面生成Cu6Sn5的金属间化合物,从而达到良好润湿。高粘度的助焊剂降低了热传递的效率,同而需要较长的浸焊时间和较高的焊料温度如果热量传递不够,铜焊盘达不到形成Cu6Sn5的温度,容易造成润湿不良的现象 Page6二二.工艺控制工艺控制2.1前处理 前处理的作用:可把线路板上铜面的有机(ORGANIC)和无机(INORGANIC)污渍除去并粗化板面,准备喷锡 作用原理:Cu+Na2S2O8 CuSO4+Na2SO4 在Na2S2O8作用下,铜面的比表面

4、积增大,将提高铅锡与铜面的 结合力.注:正常情况下,过硫酸钠将会有发生自分解反应,而自然损耗,因此须定期更新 补充 其反应原理:2Na2S2O8+2H2O 2Na2SO4+2H2SO4+O2 Page 72.2热风整平 2.2.1焊料温度 焊料温度的选择通常取决于所采用的焊料类型,所加工的印制板的类型以及所采用的助焊剂 的类型,如焊料温度低,会引起金属化孔堵塞,厚一些的印制板比薄印制板要求的焊料温度高一些。焊料温度应低于所采用的焊剂 的闪点。热风整平普遍采用的焊料是63/37的锡铅合金,它们的共熔点为185C.焊料温度为183 C221 C时,其与铜生成金属间化合物的能力很小,在221 C时,

5、焊料时入润湿区(221293 C)。但基材在较高温度下易损坏,（烧焦或变形等），所以焊料温度尽量选择低些,232 C为最值焊料温度。Page82.2.2空气刀气流温度 空气刀气流温度影响焊料涂层厚度和质量,空气刀流温度低,可能导致金属化孔堵孔,锡铅涂层表面发暗等;空气刀气流温度高了,能导致焊料涂层厚度过薄。其它一些因素如层压板的类型,所采用的阻焊涂层的类型等都可能影响空气刀气流温度的选择,一般情况下,220250 C空气刀气流温度对于大多数制板是合适的。Page92.2.3风刀的空气压力 这是影响焊料涂层厚度和金属化孔是否堵塞的主要参数,涂层的厚度可用增加压力来减少,反之亦然。清除金属化孔内焊

6、料常用增加风刀的空气压力来解决,压力调整范围很宽,调节取决限于板子的几何形状、风口间隙、提出速度、风刀空气温度以及板子前后风刀的距离等。风刀必须清洁,没有堵塞,必要时要用风刀清洁器清洁。Page10建议风刀的空气压力；前风刀 2035PSI 后风刀1530PSI 始终保持前喷咀压力至少比后喷咀压力高5PSI,这个最小差值是 必须的。因为前喷咀离板的距离比后喷咀更远。通常印制板金属化孔越小,要求压力越高以保证孔不被堵塞。2.2.4浸焊时间 浸焊时间取决于板厚和其它因素,例如采用助焊剂的类型,层压板的耐热性能和印制板上导电图形的分布情况,停留时间延长有助于焊料和铜表面形成金属间化合物,产生良好的润

7、湿。通常：对于双面板浸焊时间为35秒 对于多层板浸焊时间为46秒Page 11Page 122.2.5退出速度 退出速度主要影响焊料深层厚度,速度慢一些,焊料涂层薄一些,并且孔里涂层也薄。速度快,产生不规则的堵孔,速度的选择取决于板的类型。小板和大金属化孔退出速度可以快一些,而大板要求速度慢一些。Page 132.2.3热风整平后清洗 刚通过热风整平的印制板温度高,为了防止热冲击产生板翘曲或金属化孔孔壁层断裂,不能立即用水冷却,需在较低的热传递速度下慢慢冷却,这是十分重要的。热风整平后冷却的印制板必须及时清洗干燥，清洗干净与否直接影响印制板的最终可靠性,离子污染会引起漏电或介质击穿,金属化孔中

8、的有机污染物可能引起电子元器件焊接起泡。Page14三三.质量要求质量要求 3.1外观:所有焊料涂覆处的锡铅合金层应光亮均匀完整,无半润湿,无露 铜等缺陷。阻焊层不应有起泡,脱落或变色等现象。阻焊层下的铜不应氧 化或变色。印制板表面以及孔内无异物,非涂覆锡铅合合金部位不应挂粘 锡铅焊料 3.2焊料层厚度:印制板涂覆焊料部位的焊料厚度无统一标准规定。一般应以 焊料涂层的可焊为原则。Page 15参考美国国家标准ANSI/IPC-SD-320B,其中2.10 2.1中涂层厚度要求级别1 级2 级3 级焊料涂层厚度覆盖5.1um7.5umPage 163.3附着力:锡铅焊料附着力应不小于2N/mm3

9、.4锡铅合金成份:焊料涂覆层锡含量6264%,余为铅量3.5可焊性要求:使用中性焊剂,3秒内应完成润湿Page 17 四四.流程及工序编排流程及工序编排4.1无金手指板微蚀水洗预热涂覆松香喷锡冷却热水洗磨刷热水洗高压水洗市水洗吹干Page 18包红胶纸热压微蚀清水洗吹干预热深覆松香喷锡冷却吹干4.2有金手指板热水洗市水洗除红胶纸Page19五五.生产准备验证生产准备验证 当发生下列情况时,必须执行开机前准备程序,并做两块试板对孔径,锡厚 及PAD位锡面检查,检查合格后才进行生产 1.维修及保养后 2.工艺参数与WI不一致时 3.转换PR前或制作新PR时 4.设备停止使用24小时或以上 5.当使

10、用新物料时,必须先做5块试板由制作部员工和QC人员检查合格才进行 生产Page 20六六.常见缺陷及对策常见缺陷及对策 缺陷原因对策一.锡面粗糙(1)铜含量高(2)过早清洗喷锡过后板(3)板面铜粗除铜换锡铅冷却后,清洗解决镀铜工艺二.锡面不良有泪痕聚锡(1)板面助焊剂不平均(2)风刀气压不足(3)热风温度不足检查浸涂操作是否正确增加气压降低喷锡频率,使气包温度足够三.金手指被焊料污染(1)胶带质量差(2)浸焊时间过长(3)热压胶带操作不当更换胶带减少浸锡时间检查热压机气压、温度、速度是否正确四.露铜(1)板子清洗不干净(2)前处理微蚀不足(3)绿油污染(4)助焊剂未进入孔内(5)助焊剂不足检查

11、前处理操作是否正确检查前处理操作是否正确调整绿油工序工艺采用晃板及压轮涂布助焊剂添加助焊剂五.板面有锡渣(1)绿油未完全局透,硬度不足,或绿油太薄擦花(2)风刀沾有锡铅渣调整绿油工序工艺用塞规清理风刀唇间,用布抹净风刀表面六.板面有松香迹(1)板面清洗不够检查后处理操作是否正确,特别留意热水清洗及擦轮七.孔径小(1)喷气压力不够(2)喷咀度不正确(3)喷咀前后距离过大(4)孔径不足增大气压调整喷咀角度检查钻孔及电镀工艺检查钻孔设计除去孔内水份八.锡厚、锡薄(1)风刀压力过小或过大(2)板面温度过高,使松香挥发形成锡薄(3)风刀角度过大或过小(4)风刀与板距离过大或过小调整压力大小减少浸锡时间调

12、整角度调整距离九锡丝(1)抽气太大(2)铅锡槽含铜过高减少抽气量除铜、换锡Page 21七七.环境控制与工业安全环境控制与工业安全 7.1环境控制 7.1.1由于喷锡须在高温环境下进行,且锡铅在高温下易气化,此再毒气化 物会对人体产生伤害,故喷锡环节须保持抽气良好,通风顺畅.7.1.2喷锡所产生的废渣,须存放于指定的地方,摆放有序,高温油及松香的 废液以及前处理的药水须于指定的下水道排放,以免污染水源及喷锡 环境.7.1.3须每班对整个喷锡环境进行“5S”整理Page 227.2.2工业安全 7.2.1喷锡 (1)进入岗位,需要集中思想,按章操作 (2)场面保持干爽通风良好 (3)载好劳保用品

13、,避免意外发生(手套、面罩防酸碱鞋）(4)穿好工作服，扣紧袖口及衣角，以免意外发生 (5)保养维修时应悬挂标示牌 (6)工作时,须需佩戴防护耳塞 (7)别留长发,以免头发被卷进机器,发生事故 (8)每次保养维修后,需清理工具,零件,擦净地面油渍,防止事故发生Page 23(9)工作环境内,物品摆放整齐(10)注意高压水、压缩水以免受伤(11)避免高温烫伤(12)生产车间不准吸烟,吃东西Page 24八八.制作能力及发展展望制作能力及发展展望 1.制作能力 1.1最大/最小板料尺寸 20.825(最大)88(最小)1.2孔径的减小 A.SMT板 孔径100mil;1-4mil 孔径100mil;1-3mil B.没有SMT焊盘的一般板:1-2mil 1.3在50/25mil栅格和SMT焊盘锡厚,80-1000微英寸Page 25八八.制作能力及发展展望制作能力及发展展望 随着印制板技术飞速发展,需求线路板的表面处理不仅抗氧化性好,PAD位平整,同时要求有良好的表面结合性,可焊必及低的接电阻.喷锡有其本自所无法克服的PAD位不平等以及其环保所构成的巨大威协,因此此工艺将会被逐步淘汰,取而代之将沉银、沉金。