PCB 블로그 - PCB의 HASL 열풍 용접재 유평 공정

HASL = 열풍수평용접기술은 현재 상대적으로 성숙된 기술이지만 그 공예가 고온과 고압의 동적환경에 처해있기에 그 품질을 통제하고 안정시키기 어렵다.이 문서에서는 핫 에어 용접재 액위 (HASL) 프로세스 제어의 몇 가지 경험을 소개합니다.

HASL 용접재 코팅 Hal은 최근 몇 년 동안 회로 기판 공장에 널리 응용 된 후처리 공정입니다.이는 사실상 침용과 HASL을 결합하여 PCB와 인쇄선의 금속화구멍에 공정용접재를 코팅하는 과정이다.이 공정은 먼저 보조용접제를 PCB에 담근 다음 용융된 용접재에 담근 다음 두 에어칼 사이를 지나 에어칼의 열압축공기로 PCB의 여분의 용접재를 불어내는 동시에 금속구멍의 여분의 용접재를 제거하여 밝고 평탄하며 균일한 용접재 코팅을 얻는다.

HASL 용접재 코팅의 가장 두드러진 장점은 코팅 성분이 항상 변하지 않고 PCB의 가장자리를 완전히 보호할 수 있으며 코팅 두께는 에어 나이프로 제어할 수 있다는 것이다.코팅층과 기저동은 서로 결합하여 양호한 윤습성, 용접성과 내부식성을 가지고 있다.PCB의 후처리로서 그 품질은 PCB의 외관, 내부식성 및 고객의 용접품질에 직접적인 영향을 준다.공정을 제어하는 방법은 PCB 제조업체의 관심사입니다.다음으로, 가장 널리 사용되는 수직 HASL에서 프로세스 제어를 제어하는 몇 가지 경험에 대해 살펴보겠습니다.

용접제 선택 및 적용

열풍 용접 수평기에 사용되는 용접제는 특수한 용접제이다.HASL에서 PCB에 노출된 구리 표면을 활성화하고 구리 표면에서 용접재의 윤습성을 높이는 역할을 합니다.층압판의 표면이 과열되지 않도록 보장하고, 정평한 후의 냉각 과정에서 용접재를 보호하며, 용접재의 산화를 방지하고, 용접재가 용접판 사이에 접착하는 것을 방지하며, 용접재가 용접판 사이에 접착하는 것을 방지한다.폐용접제는 용접재 표면을 청소하고 용접재 산화물을 폐용접제와 함께 배출할 수 있다.

열 공기 용접재 액위 전용 용접제는 반드시 다음과 같은 특징을 가지고 있어야 한다

1.반드시 수용성 용접제로서 생분해가 가능하며 독성이 없습니다.

수용성 용접제는 청소가 쉽고 PCB 보드 표면에 잔류물이 적어 PCB 보드 표면에 이온 오염이 형성되지 않는다.생물분해후 특수처리없이 배출할수 있어 환경보호요구에 부합되며 인체에 대한 위해를 크게 감소시켰다.

2. 활동성이 좋다

활성, 즉 구리 표면의 산화층을 제거하고 구리 표면에서 용접재의 윤습성을 높이는 특성은 일반적으로 용접재에 활성제를 첨가한다.선택할 때 양호한 활성과 구리에 대한 최소 부식을 고려하여 용접재에서 구리의 용해도를 낮추고 연기로 인한 설비의 손상을 줄여야 한다.

용접제의 활성은 주로 주석 부하 능력에 나타난다.각종 용접제에 사용되는 활성물질이 다르기 때문에 그것들의 활성도 다르다.고활성 용접제, 치밀 패드, 패치 등 주석이 양호하다;반면 구리는 판 표면에 노출되면 쉽게 발생하며 활성물질의 활성도 주석 표면의 밝기와 평평도에 반영된다.

3.열 안정성

녹색 기름과 기재를 고온의 영향으로부터 보호하다.

4.반드시 일정한 점도가 있어야 한다

HASL은 용접제의 유동성을 결정하는 일정한 점도를 요구합니다.용접재와 층압판의 표면을 완전히 보호하기 위해서 보조용접제는 반드시 일정한 점도를 가지고 있어야 한다.낮은 점도의 용접제는 층압판의 표면에 쉽게 달라붙어 IC 등이 밀집한 곳에서 쉽게 접할 수 있다.

5. 적당한 산도

높은 산도의 용접제는 PCB를 도포하기 전에 용접 저항층의 가장자리에서 쉽게 벗겨지며, 판재를 장시간 도포한 후의 잔류물은 주석 표면이 검게 변하고 산화되기 쉽다.일반 통량의 pH 값은 2.5-3.5로 약 5이다.

기타 성능은 악취, 고휘발성 물질, 큰 연기, 단위 도장 면적 등 작업자와 운영 비용에 미치는 영향에서 주로 나타난다. 제조업체는 실험에 따라 선택해야 한다.

시험 과정 중에 아래의 성능을 하나하나 테스트하고 비교할 수 있다

1. 플랫도, 밝기, 구멍 막힘 여부

2.활동: 정교하고 치밀한 SMD PCB를 선택하고 주석 부하 능력을 테스트합니다.

3. PCB는 30분 동안 용접제를 발라야 한다.청결 후에는 테이프를 사용하여 녹색 기름이 벗겨지는 상황을 테스트해야 한다.

4. 분사판을 30분 동안 놓고 주석 표면이 검게 변하는지 테스트한다.

5. 세척 후 잔류물

6. 밀집 IC 비트의 연결 여부.

7. 단판(유리섬유판 등) 뒷면에 주석을 달았는지 여부.

8. 연기

9. 휘발성, 냄새 크기, 시너 첨가 여부

10. 청소 시 거품이 있는지.

열풍 용접재 액위 공정 매개 변수의 제어와 선택

HASL 공정 매개변수에는 용접 온도, 스며들기 시간, 에어 나이프 압력, 에어 나이프 온도, 에어 나이프 각도, 에어 나이프 간격 및 PCB의 상승 속도가 포함됩니다.다음은 이러한 프로세스 매개변수가 PCB 품질에 미치는 영향에 대해 설명합니다.

1. 침석 시간

침석 시간은 용접재 코팅층의 품질과 매우 큰 관계가 있다.침입식 용접 과정에서 용접재 중의 기저 구리와 주석이 금속 화합물을 형성하여 IMC를 형성하고 도체에 용접재 코팅을 형성한다.상술한 과정은 보통 2-4초가 걸리며, 이 기간에 양호한 금속 간 화합물을 형성할 수 있다.시간이 길수록 용접이 두꺼워집니다.그러나 너무 오래 걸리면 PCB의 기초재료가 층화되고 록색기름이 거품을 일으킨다.시간이 너무 짧으면 반침이 생기기 쉬워 국부적인 주석 표면이 하얗게 되고 주석 표면이 거칠어진다.

2.목욕온도

일반적으로 PCB 및 전자 부품 용접 온도에 사용되는 용접 재료는 납 37/주석 63 합금이며 용접 지점은 183 도입니다.용접재의 온도가 183도-221도일 때 구리와 금속 사이의 화합물을 형성하는 능력은 매우 작다.섭씨 221도에서 용접재는 윤습구역에 진입하는데 범위는 섭씨 221도-293도이다.판재가 고온에서 쉽게 손상되는 것을 고려하여 용접재의 온도는 비교적 낮아야 한다.연구에 따르면 이론적으로 섭씨 232도가 가장 적합한 용접재 온도이며 실제로 섭씨 약 250도를 최적 온도로 설정할 수 있습니다.

3.에어 나이프 압력

침수 후 PCB에 용접물이 너무 많아 거의 모든 금속화 구멍이 용접물에 의해 막혔다.에어 나이프는 금속 구멍의 지름을 크게 줄이지 않고 여분의 용접재를 불어 넣고 금속화 구멍을 유도하는 기능을 합니다.이를 위해 사용되는 에너지는 윈드 블레이드의 압력과 유속으로 제공됩니다.압력이 높을수록 유속이 빠르고 용접재 코팅의 두께가 얇다.따라서 블레이드 압력은 핫 에어 용접 레벨(HASL)의 가장 중요한 매개변수 중 하나입니다.일반 에어 나이프 압력은 0.3-0.5mpa

에어칼의 앞뒤 압력은 일반적으로 앞뒤가 크고 압차는 0.05Mpa이다.회로기판 표면의 기하학적 도형의 분포에 따라 앞뒤 에어칼의 압력을 적당히 조절하여 IC위치가 평탄하고 패치가 볼록하지 않도록 확보할수 있다.구체적인 수치는 본 공장의 주석 분사기 출하 설명서를 참고하시기 바랍니다.

4. 에어 나이프 온도

에어 나이프의 뜨거운 공기는 PCB와 기압에 미치는 영향이 매우 작다.그러나 에어 나이프의 온도를 높이면 공기를 팽창시키는 데 도움이됩니다.따라서 압력이 일정할 때 공기 온도를 높이면 더 큰 공기량과 더 빠른 유속을 제공하여 더 큰 조정력을 생성할 수 있다.에어 나이프의 온도는 플랫 후 용접재 코팅층의 외관에 일정한 영향을 미친다.에어 나이프 온도가 섭씨 93도 미만이면 코팅 표면이 어두워집니다.공기 온도가 높아지면서 어두워지는 코팅은 줄어든다.섭씨 176도에서 어둠의 외관은 완전히 사라졌다.따라서 에어칼의 최저 온도는 섭씨 176도 이상이어야 한다.일반적으로 양호한 주석 표면의 평평도를 얻기 위해 에어칼의 온도는 300도~400도 사이로 조절할 수 있다.

5. 날개 간격

날개 속의 뜨거운 공기가 노즐을 떠날 때, 유속이 느려지고, 느려지는 정도는 날개 간격의 제곱과 정비례한다.따라서 간격이 클수록 공기 속도가 줄고 평행력이 낮아진다.에어 나이프의 간격은 일반적으로 0.95-1.25cm이다.에어칼의 간격이 너무 작아서는 안 된다. 그렇지 않으면 공기가 PCB에서 마찰을 일으켜 회로기판 표면에 불리하다.상하 블레이드 사이의 거리는 일반적으로 4mm 정도를 유지하며, 너무 커서 용접재가 튀기 쉽다.

6. 날개 각도

에어 블레이드의 각도는 용접재 코팅 두께에 영향을 줍니다.각도를 잘못 조정하면 PCB 양쪽의 용접재 두께가 다르고 용접재가 튀거나 소음이 날 수도 있다.대부분의 앞뒤 에어칼의 각도는 아래로 4도로 조정되며 구체적인 판재 유형과 판재 표면의 기하학적 분포 각도에 따라 약간 조정됩니다.

7.PCB의 상승 속도

핫 에어 용접 수준 (HASL) 과 관련된 또 다른 변수는 용접 두께에 영향을 주는 송신기의 상승 속도인 블레이드 사이의 통과 속도입니다.속도가 느리고 PCB에 더 많은 공기가 불어 용접재가 얇습니다.반면 용접재가 너무 두꺼워 구멍까지 막혔다.

8. 예열 온도와 시간

예열의 목적은 용접제의 활성을 높이고 열충격을 줄이는 것이다.일반적으로 예열 온도는 섭씨 343도이다.15초 동안 예열하면 PCB의 표면 온도는 섭씨 80도 정도에 달한다.일부 핫 에어 용접 계층(HASL)에는 예열 프로세스가 없습니다.

용접재 코팅 두께의 균일성

열풍 용접 수준에 적용되는 용접재의 두께는 기본적으로 균일하다.그러나 인쇄 라인의 기하학적 요인에 따라 용접 재료에 대한 에어 나이프의 플랫 효과도 변하기 때문에 hasl의 용접 재료 코팅 두께도 변경됩니다.일반적으로 플랫 방향에 평행한 인쇄선은 공기에 대한 저항이 적고 플랫 힘이 크기 때문에 코팅이 더 얇습니다.플랫 방향에 수직인 인쇄선은 공기에 대한 저항이 크고 플랫 효과가 작기 때문에 코팅이 두껍고 금속화 구멍의 용접재 코팅도 고르지 않다.용접재는 고온의 주석 난로에서 떠오르자마자 고압의 고온의 동적 환경에 있기 때문에 완전히 균일하고 평평한 주석 표면을 얻기 어렵다.그러나 매개변수 조정을 통해 가능한 한 평탄하게 만들 수 있습니다.

1. 활성 보조용접제와 용접재 선택

용접제는 주석 표면의 평평도에 영향을 주는 주요 요소이다.좋은 활성 용접제를 사용하면 상대적으로 평평하고 밝으며 완전한 주석 표면을 얻을 수 있다.

용접재는 순도 높은 납과 주석 합금을 선택하고 정기적으로 구리 부상 처리를 하여 구리 함량이 0.03% 미만인지 확인해야 한다.자세한 내용은 작업량과 테스트 결과를 참조하십시오.

2. 장치 조정

에어 나이프는 주석 표면의 평평도를 조정하는 직접적인 요소이다.에어 나이프의 각도, 앞뒤 에어 나이프의 압력과 압차의 변화, 에어 나이프의 온도, 에어 나이프의 간격 (수직 거리, 수평 거리) 및 속도 향상은 판재 표면에 큰 영향을 미칩니다.판재 유형에 따라 매개변수 값이 다릅니다.일부 기술이 선진적인 주석 분사기는 마이크로컴퓨터를 장착하여 각종 판재 유형의 파라미터를 컴퓨터에 저장하여 자동으로 조정한다.

에어 나이프와 레일은 정기적으로 청소해야 한다.에어 나이프의 간격 잔류물은 두 시간마다 청소해야 한다.생산량이 비교적 크면 세척 밀도가 증가해야 한다.

3. 사전 처리

미식각 처리는 주석 표면의 평평도에도 큰 영향을 미친다.미식각 깊이가 너무 낮으면 구리와 주석이 표면에 구리 주석 화합물을 형성하기 어려워 국부 주석 표면이 거칠어집니다.미식각 용액 중 안정제 불량은 구리 식각 속도가 너무 빠르고 고르지 않으며 주석 표면이 고르지 않을 수 있다.일반적으로 APS 시스템을 사용하는 것이 좋습니다.

일부 판재 유형에 대해서는 때때로 불판을 미리 처리해야 하는데, 이는 주석 유평에도 일정한 영향을 미칠 수 있다.

4. 사전 처리 제어

핫 에어 용접 수준 (HASL) 이 마지막 처리이기 때문에 많은 이전 프로세스가 청결하지 않은 발전으로 인해 주석 부하가 좋지 않은 것과 같은 영향을 미칩니다.이전 프로세스에 대한 제어를 강화하면 열풍 용접 수준(HASL)의 문제를 크게 줄일 수 있습니다.

위의 HASL의 용접 코팅 두께는 고르지 않지만 mil-std-275d의 요구 사항을 충족 할 수 있습니다.