Dati PCB - Processo di livellamento della saldatura ad aria calda HASL per PCB

La tecnologia HASL = Hot Air Solder Level è attualmente una tecnologia relativamente matura, ma la sua qualità è difficile da controllare e stabilizzare perché il suo processo è in un ambiente dinamico di alta temperatura e alta pressione. Questo articolo introdurrà alcune esperienze nel controllo del processo di saldatura ad aria calda (HASL).

Hal è un processo di post-elaborazione ampiamente utilizzato nelle fabbriche di circuiti stampati negli ultimi anni. In realtà è un processo di rivestimento della saldatura eutettica in fori metallizzati di PCB e fili stampati combinando saldatura ad immersione e HASL. Il processo consiste nel immergere il flusso di saldatura sul PCB prima, quindi immergerlo nella saldatura fusa, quindi passare tra i due coltelli ad aria, soffiare la saldatura in eccesso sul PCB con l'aria compressa calda nel coltello ad aria ed eliminare la saldatura in eccesso nel foro metallico allo stesso tempo, in modo da ottenere un rivestimento di saldatura luminoso, piatto e uniforme.

Il vantaggio più eccezionale del rivestimento di saldatura con HASL è che la composizione del rivestimento rimane immutata per tutto il tempo, il bordo del PCB può essere completamente protetto e lo spessore del rivestimento può essere controllato da un coltello ad aria. Il rivestimento e il rame base sono legati l'uno all'altro, con buona bagnabilità, saldabilità e resistenza alla corrosione. Come il processo post del PCB, la sua qualità influenza direttamente l'aspetto, la resistenza alla corrosione e la qualità di saldatura del cliente del PCB. Come controllare il processo è una questione di preoccupazione per i produttori di PCB. Poi parliamo di qualche esperienza nel controllo del suo controllo di processo sul più utilizzato HASL verticale.

Selezione e applicazione del flusso

Il flusso utilizzato nel livello di saldatura ad aria calda è un flusso speciale. La sua funzione in HASL è quella di attivare la superficie di rame esposta sul PCB e migliorare la bagnabilità della saldatura sulla superficie di rame. Assicurarsi che la superficie del laminato non sia surriscaldata, fornire protezione per la saldatura durante il raffreddamento dopo il livellamento, impedire la saldatura dall'ossidazione e impedire che la saldatura si attacchi al rivestimento resistente alla saldatura per impedire che la saldatura si colleghi tra i cuscinetti. Il flusso di scarto può pulire la superficie della saldatura e l'ossido di saldatura viene scaricato con il flusso di scarto.

Il flusso speciale per il livello di saldatura ad aria calda deve avere le seguenti caratteristiche

1. Deve essere flusso solubile in acqua, biodegradabile e non tossico.

Il flusso solubile in acqua è facile da pulire, con meno residuo sulla superficie della scheda PCB e non formerà inquinamento ionico sulla superficie della scheda PCB. La biodegradazione può essere scaricata senza trattamento speciale, che soddisfa i requisiti di protezione ambientale e riduce notevolmente il danno al corpo umano.

2. Ha una buona attività

Per quanto riguarda l'attività, cioè la caratteristica di rimuovere lo strato di ossido sulla superficie di rame e migliorare la bagnabilità della saldatura sulla superficie di rame, l'attivatore viene solitamente aggiunto alla saldatura. Nella selezione devono essere prese in considerazione sia la buona attività che la corrosione minima al rame, al fine di ridurre la solubilità del rame nella saldatura e ridurre il danno del fumo alle apparecchiature.

L'attività del flusso si riflette principalmente nella capacità di carico dello stagno. Poiché i principi attivi utilizzati dai vari flussi sono diversi, le loro attività sono diverse. Flusso ad alta attività, buona latta su cuscinetti densi, toppe, ecc; Al contrario, l'esposizione al rame è facile da verificarsi sulla superficie del cartone e l'attività dei principi attivi si riflette anche nella luminosità e nella planarità della superficie dello stagno.

3. Stabilità termica

Proteggere l'olio verde e il substrato dall'impatto ad alta temperatura.

4. Deve avere una certa viscosità

HASL richiede una certa viscosità del flusso, che determina la fluidità del flusso. Per proteggere completamente la superficie della saldatura e del laminato, il flusso deve avere una certa viscosità. Il flusso a bassa viscosità è facile da aderire alla superficie del laminato ed è facile da colmare in luoghi densi come IC.

5. Acidità adeguata

Il flusso di saldatura con alta acidità è facile da staccare dal bordo dello strato di resistenza della saldatura prima di spruzzare il PCB e il suo residuo dopo aver spruzzato la piastra per lungo tempo è facile da causare l'annerimento e l'ossidazione della superficie dello stagno. Il valore del pH del flusso generale è 2,5-3,5 Circa 5.

Altre prestazioni si riflettono principalmente nell'impatto sugli operatori e sui costi operativi, come cattivo odore, sostanze altamente volatili, fumo grande, superficie di rivestimento unitaria, ecc. I produttori dovrebbero selezionarle sulla base di esperimenti.

Durante la prova, le seguenti prestazioni possono essere testate e confrontate una per una

1. Flatness, luminosità, se il foro è collegato

2.Activity: selezionare PCB SMD denso fine e testare la sua capacità di caricamento dello stagno.

3. Il PCB deve essere rivestito di flusso per 30 minuti. Dopo la pulizia, il peeling dell'olio verde deve essere provato con nastro adesivo.

4.Place la piastra di spruzzo per 30 minuti e verificare se la sua superficie di stagno diventa nera.

5.Residuo dopo la pulizia

6. Se il pezzo denso IC è collegato.

7.Whether stagno è appeso sul retro del singolo pannello (bordo della vetroresina, ecc.).

8.Smog

9. Volatilità, dimensione dell'odore, se il diluente deve essere aggiunto

10. se c'è schiuma durante la pulizia.

Controllo e selezione dei parametri di processo del livello di saldatura ad aria calda

I parametri di processo HASL includono la temperatura della saldatura, il tempo di immersione, la pressione del coltello dell'aria, la temperatura del coltello dell'aria, l'angolo del coltello dell'aria, la distanza del coltello dell'aria e la velocità di aumento del PCB. L'influenza di questi parametri di processo sulla qualità del PCB sarà discussa di seguito.

1. Tempo di immersione in latta

Il tempo di immersione dello stagno ha un grande rapporto con la qualità del rivestimento della saldatura. Durante la saldatura ad immersione, il rame di base e lo stagno nella saldatura formano uno strato di composto metallico in IMC e uno strato di rivestimento della saldatura è formato sul conduttore. Il processo di cui sopra richiede generalmente 2-4 secondi, durante i quali si possono formare buoni composti intermetallici. Più lungo è il tempo, più spessa è la saldatura. Tuttavia, se il tempo è troppo lungo, il materiale di base del PCB sarà stratificato e l'olio verde bolle. Se il tempo è troppo breve, è facile produrre semi immersione, con conseguente sbiancamento locale della superficie dello stagno e rugosità della superficie dello stagno.

2. Temperatura del bagno

La saldatura comunemente utilizzata per la temperatura di saldatura dei PCB e dei componenti elettronici è lega di piombo 37/stagno 63 e il suo punto di fusione è 183 gradi Celsius. Quando la temperatura della saldatura è di 183 gradi Celsius - 221 gradi Celsius, la capacità di formare composti intermetallici con rame è molto piccola. A 221 gradi Celsius, la saldatura entra nella zona di bagnatura e l'intervallo è 221 gradi Celsius - 293 gradi Celsius. Considerando che la piastra è facile da danneggiare ad alta temperatura, la temperatura della saldatura dovrebbe essere più bassa. Si è scoperto che 232 gradi Celsius è la temperatura di saldatura più adatta in teoria e circa 250 gradi Celsius possono essere impostati come la migliore temperatura nella pratica.

3. Pressione del coltello dell'aria

C'è troppa saldatura sul PCB dopo la saldatura ad immersione e quasi tutti i fori di metallizzazione sono bloccati dalla saldatura. La funzione del coltello a vento è quella di soffiare fuori la saldatura in eccesso e condurre il foro di metallizzazione senza ridurre troppo il diametro del foro di metallizzazione. L'energia utilizzata per raggiungere questo obiettivo è fornita dalla pressione del coltello del vento e dalla portata. Maggiore è la pressione, più veloce è la portata e più sottile è lo spessore del rivestimento della saldatura. Pertanto, la pressione della lama è uno dei parametri più importanti del livello di saldatura ad aria calda (HASL). Generalmente, la pressione del coltello dell'aria è 0.3-0.5mpa

La pressione prima e dopo il coltello dell'aria è generalmente controllata come grande nella parte anteriore e piccola nella parte posteriore e la differenza di pressione è 0.05Mpa. Secondo la distribuzione delle figure geometriche sulla superficie del bordo, la pressione del coltello dell'aria anteriore e posteriore può essere regolata in modo appropriato per garantire che la posizione IC sia piatta e la patch non abbia sporgenze. Fare riferimento al manuale di fabbrica della macchina di spruzzatura di stagno della fabbrica per valori specifici.

4. Temperatura del coltello dell'aria

L'aria calda dal coltello dell'aria ha poco effetto sul PCB e sulla pressione dell'aria. Tuttavia, aumentare la temperatura nel coltello dell'aria aiuta ad espandere l'aria. Pertanto, quando la pressione è costante, aumentare la temperatura dell'aria può fornire un volume d'aria più grande e una portata più veloce, in modo da produrre una forza di livellamento più grande. La temperatura del coltello ad aria ha una certa influenza sull'aspetto del rivestimento della saldatura dopo il livellamento. Quando la temperatura del coltello dell'aria è inferiore a 93 gradi Celsius, la superficie del rivestimento si scurisce. Con l'aumento della temperatura dell'aria, il rivestimento scuro tende a ridursi. A 176 gradi Celsius, l'aspetto oscuro scomparve completamente. Pertanto, la temperatura minima del coltello ad aria non deve essere inferiore a 176 gradi Celsius. Generalmente, al fine di ottenere una buona planarità superficiale dello stagno, la temperatura del coltello ad aria può essere controllata tra 300 gradi Celsius - 400 gradi Celsius.

5. Spaziatura lama

Quando l'aria calda nella lama lascia l'ugello, la portata rallenta e il grado di rallentamento è direttamente proporzionale al quadrato della distanza della lama. Pertanto, maggiore è la distanza, minore è la velocità dell'aria e minore è la forza di livellamento. La distanza dei coltelli ad aria è generalmente 0,95-1,25 cm. La distanza dei coltelli ad aria non dovrebbe essere troppo piccola, altrimenti l'aria produrrà attrito sul PCB, che sarà sfavorevole alla superficie della scheda. La distanza tra le lame superiori e inferiori è generalmente mantenuta a circa 4mm, che è troppo grande e soggetta a spruzzi di saldatura.

6. Angolo lama

L'angolo del coltello ad aria che soffia il bordo influisce sullo spessore del rivestimento della saldatura. Se l'angolo non è regolato correttamente, lo spessore della saldatura su entrambi i lati del PCB sarà diverso e possono anche essere causati schizzi e rumori fusi della saldatura. L'angolo della maggior parte dei coltelli ad aria anteriori e posteriori è regolato a 4 gradi verso il basso, che è leggermente regolato in base al tipo specifico di piastra e all'angolo geometrico di distribuzione della superficie della piastra.

7. Velocità crescente del PCB

Un'altra variabile relativa al livello di saldatura ad aria calda (HASL) è la velocità di passaggio tra le lame, cioè la velocità di aumento del trasportatore, che influisce sullo spessore della saldatura. La velocità è lenta e c'è più aria che soffia sul PCB, quindi la saldatura è sottile. Al contrario, la saldatura è troppo spessa e blocca persino il foro.

8. Temperatura e tempo di preriscaldamento

Lo scopo del preriscaldamento è quello di migliorare l'attività del flusso e ridurre lo shock termico. La temperatura generale di preriscaldamento è 343 gradi Celsius. Quando preriscalda per 15 secondi, la temperatura superficiale del PCB può raggiungere circa 80 gradi Celsius. Alcuni livelli di saldatura ad aria calda (HASL) non hanno un processo di preriscaldamento.

Uniformità dello spessore del rivestimento della saldatura

Lo spessore della saldatura applicato al livello di saldatura ad aria calda è fondamentalmente uniforme. Tuttavia, con il cambiamento dei fattori geometrici dei fili stampati, cambia anche l'effetto di livellamento del coltello ad aria sulla saldatura, quindi cambia anche lo spessore del rivestimento della saldatura dell'hasl. Generalmente, il filo stampato parallelo alla direzione di livellamento ha una piccola resistenza all'aria e una grande forza di livellamento, quindi il rivestimento è più sottile. Il filo stampato perpendicolare alla direzione di livellamento ha una grande resistenza all'aria e un piccolo effetto di livellamento, quindi il rivestimento è più spesso e anche il rivestimento della saldatura nel foro metallizzato è irregolare. Poiché la saldatura si trova in un ambiente dinamico di forte pressione e temperatura elevata non appena viene sollevata dal forno di stagno ad alta temperatura, è molto difficile ottenere una superficie di stagno completamente uniforme e piana. Tuttavia, può essere il più piatto possibile attraverso la regolazione dei parametri.

1.Choose flusso attivo e saldatura

Il flusso è il fattore principale della planarità della superficie dello stagno. Una superficie di stagno relativamente piana, luminosa e completa può essere ottenuta con un buon flusso attivo.

La lega di stagno di piombo con elevata purezza deve essere selezionata per la saldatura e il trattamento galleggiante di rame deve essere effettuato regolarmente per garantire che il suo contenuto di rame sia inferiore allo 0,03%. Fare riferimento al carico di lavoro e ai risultati dei test per i dettagli.

2.Regolazione dell'attrezzatura

Il coltello ad aria è il fattore diretto per regolare la planarità della superficie dello stagno. L'angolo del coltello dell'aria, il cambiamento della pressione e della differenza di pressione anteriore e posteriore del coltello dell'aria, la temperatura del coltello dell'aria, la distanza del coltello dell'aria (distanza verticale, distanza orizzontale) e la velocità di sollevamento avranno un grande impatto sulla superficie del piatto. Per diversi tipi di piastre, i valori dei parametri sono diversi. Alcune macchine tecnologicamente avanzate per spruzzare stagno sono dotate di microcomputer per memorizzare i parametri dei vari tipi di piastra nel computer per la regolazione automatica.

Il coltello dell'aria e la guida devono essere puliti regolarmente. Il residuo di eliminazione del coltello ad aria deve essere pulito ogni due ore. Quando la produzione è grande, la densità di pulizia deve aumentare.

3. Pretrattamento

Il micro trattamento di incisione ha anche una grande influenza sulla planarità della superficie dello stagno. Se la profondità di micro incisione è troppo bassa, è difficile per rame e stagno formare composti di stagno di rame sulla superficie, con conseguente rugosità locale della superficie dello stagno; Scarso stabilizzatore nella soluzione di micro incisione porterà a velocità eccessiva e irregolare di incisione del rame e superficie irregolare dello stagno. Il sistema APS è generalmente raccomandato.

Per alcuni tipi di piastre, a volte è necessario il pretrattamento della piastra da forno, che avrà anche un certo impatto sul livellamento dello stagno.

4. Controllo pre-processo

Poiché il livello di saldatura ad aria calda (HASL) è l'ultimo trattamento, molti processi precedenti avranno un certo impatto su di esso, come lo scarso carico di stagno dovuto allo sviluppo impuro. Rafforzare il controllo dei processi precedenti può ridurre notevolmente i problemi del livello di saldatura ad aria calda (HASL).

Anche se lo spessore del rivestimento della saldatura di cui sopra è irregolare, può soddisfare i requisiti del mil-std-275d.