Teknologi PCBA - Penyebabkan analisis penyeludupan buruk PCB yang dirawat permukaan OSP

Penyelidikan penyebab dan Perbaikan Keputusan Keputusan penyelesaian buruk OSP surface-treatedPCB

OSP ialah proses untuk perlakuan permukaan foil tembaga papan sirkuit cetak, yang memenuhi keperluan arahan RoHS.

1. Perkenalan PCB adalah bahan yang tidak diperlukan untuk produk elektronik modern. Dengan pembangunan cepat teknologi Surface Mount Technology (SMT) dan litar integrasi (IC), PCB perlu memenuhi keperluan pembangunan densiti tinggi, rata tinggi, kepercayaan tinggi, terbuka yang lebih kecil, dan pad yang lebih kecil, dan keperluan untuk rawatan permukaan PCB dan persekitaran pembuatan semakin tinggi. Pengawalan permukaan OSP adalah teknologi pengawalan permukaan PCB biasa pada masa ini. Ia adalah untuk membesarkan lapisan 0.2 ~ 0.5um filem organik pada permukaan tembaga kosong bersih dengan kaedah kimia. Film ini mempunyai resistensi oksidasi, resistensi kejutan panas, dan resistensi basah pada suhu bilik, dan boleh melindungi permukaan tembaga daripada oksidasi atau vulkanisasi. Dalam penyelamatan suhu tinggi berikutnya, filem perlindungan mesti mudah dan cepat dibuang oleh aliran untuk mengekspos permukaan tembaga bersih dan bergabung dengan askar cair untuk membentuk kongsi askar kuat dalam masa yang sangat singkat.

Compared with other surface treatments, OSP surface treatment has the following advantages and disadvantages: A. OSP surface is flat and uniform, and the film thickness is 0.2 ~ 0.5um, which is suitable for PCB of SMT closely spaced components; b. filem OSP mempunyai tahan kejutan panas yang baik, sesuai untuk proses bebas lead dan proses papan tunggal dan dua sisi, dan sesuai dengan mana-mana askar; c. Dalam operasi yang boleh solusi air, suhu boleh dikawal di bawah 80 darjah Celsius, yang tidak akan menyebabkan masalah bengkok dan deformasi substrat; d. Persekitaran operasi yang baik, kurang pencemaran, mudah untuk automatikan garis produksi; e. Proses ini relatif mudah, dengan keuntungan tinggi dan biaya rendah; f. Kegagalan ialah bahawa filem pelindung yang terbentuk adalah sangat tipis, dan filem OSP mudah untuk dicabut (atau dicabut); g. Selepas pelbagai penywelding suhu tinggi PCB, filem OSP (yang merujuk kepada filem OSP pada pad tidak penyweld) akan mengubah warna, retak, tipis, dan oksidasi, mempengaruhi kemudahan dan kepercayaan tentera; h. Ada banyak jenis minuman, ciri-ciri yang berbeza, kualiti yang tidak sama, dan sebagainya.

2. Keterangan masalah dalam proses produksi sebenar, papan PCB OSP cenderung untuk perubahan warna permukaan, tebal filem tidak sama, diluar toleransi (terlalu tebal atau terlalu tipis), dan masalah lain; Dalam tahap kemudian produksi PCB, jika PCB terbentuk disimpan dan digunakan tidak sesuai, ia cenderung kepada masalah penyeludupan seperti oksidasi pad, tin miskin pada pad, tidak dapat membentuk kesatuan tentera yang kuat, penyeludupan palsu, dan tentera yang tidak cukup; Apabila SMT menghasilkan sisi kedua plat dua sisi dan penyelamatan kilang tin, ia mudah untuk mempunyai masalah seperti penyelamatan reflow yang buruk, bocor tembaga di kongsi tentera, penampilan tidak dapat memenuhi piawai ipc3, dan kadar tinggi cacat penyelamatan kilang tin.

3. Analisis kes: apabila produk PCB OSP yang dirawat permukaan syarikat dihasilkan di sisi pertama SMT, tin pad a pad komponen adalah baik, apabila menghasilkan sisi kedua, tin pada konektor selepas melewati kilang dan pad komponen pada beberapa kedudukan adalah lemah, dan tentera mempunyai beberapa masalah anti basah dan tolak tentera pada pad, seperti yang dipaparkan dalam Figur 1 di bawah. PCB dalam kes ini adalah kaedah rawatan permukaan OSP, dan proses SMT adalah proses bebas lead. Menurut analisis prinsip penyeludupan asas dan pengalaman teknik praktik, kejadian penolakan tentera dan anti-basah secara langsung berkaitan dengan kemudahan penyeludupan pads permukaan PCB. Oleh itu, idea analisis kes ini adalah untuk mencari penyebab penyelamatan buruk OSP dan memberikan tindakan balas peningkatan yang sepadan dengan cara pemeriksaan penampilan, membersihkan pads buruk dengan alkohol isopropil (IPA), dan asid hidroklorik, dan kemudian menggunakan EDs untuk analisis komponen di makmal pihak ketiga.

1 jubah tin miskin

3.1 proses analisis a. memerhatikan produk cacat dengan mikroskop, ia mendapati bahawa terdapat banyak basah yang buruk pada PCBA, pad basah yang buruk adalah rangkaian sferik dan tidak sah, dan pad PCB menghasilkan morfologi yang jelas tidak boleh ditetapkan, seperti yang dipaparkan dalam Figure 1 di atas.

b. Bersihkan pad solder dengan alkohol isopropil (IPA) dan tenggelamkannya dalam bilik mandi tin 255oc selama 5 saat. Tujuan pengesahan: dalam kes tidak basah disebabkan oleh pencemaran materi asing, tin boleh basah selepas pembersihan IPA. Kesimpulan: Pembersihan IPA tidak menyebabkan tin pada pad, menunjukkan kegagalan tin pada pad tidak disebabkan oleh penyamaran materi asing [3], seperti yang dipaparkan dalam Figur 2.

2 Comparison of tin on the pad before and after IPA cleaning

c. Bersihkan pad solder dengan basah yang lemah dengan asid hidroklorik dan menyelam dalam mandi tin 255oc selama 5 saat. Tujuan pengesahihan: dalam kes tidak basah disebabkan oleh oksidasi pad, tin boleh basah selepas pembersihan asid hidroklorik. Kesimpulan: solder adalah basah dengan baik selepas membersihkan dengan asid hidroklorik, yang menunjukkan bahawa ada oksid logam di permukaan pad yang tidak basah, yang membuat solder tidak boleh basah semasa proses penyelut [3].

3 Perbandingan tin pada pad sebelum dan selepas pembersihan asid hidroklorik

d. Analisis EDS akan dilakukan untuk kedudukan penolakan penywelding. Tujuan pengesahihan: analisis komposisi unsur kedudukan yang buruk di permukaan pad tentera untuk menentukan penyebab asas aplikasi tin yang buruk. Kesimpulan: Copper di kawasan tanpa pad askar adalah benar-benar dominan, menunjukkan bahawa ia tidak ditutup oleh askar dan tidak ada pencemaran logam lain; Terdapat karbon, oksigen, dan unsur lain di kawasan pinggir solder kawasan penywelding yang ditolak, yang disebabkan oleh pengaruh proses penywelding dan komposisi di udara [3], seperti yang dipaparkan dalam Figur 4.

4 analisis EDS kedudukan buruk

Ujian kemudahan e.PCB. Menurut kaedah ujian A1 dalam IPC j-std-003b, ujian keterbatasan akan dilakukan selepas simulasi satu penerbangan balik papan optik PCB dan papan optik dalam siklus yang sama. Tujuan pengesahihan: bandingkan kemudahan solderability PCB antara plat licin dan kilang reflow utama simulasi. Kesimpulan: tin pada pad solder plat cahaya PCB siklus yang sama adalah baik, dan penampilan memenuhi keperluan IPC, seperti yang dipaparkan dalam Figur 5; Selepas satu reflow, filem OSP teruk dan berkurang, kemudahan tentera PCB menjadi lemah, dan beberapa pads tidak cukup basah, seperti yang menunjukkan dalam Figure 6.

4.1 Ukuran peningkatan 4.1 pilih ramuan OSP yang sesuai. Terdapat tiga jenis bahan OSP: rosin, resin aktif, dan azol. Pada masa ini, yang paling digunakan adalah oxazole OSP. Oxazole OSP telah diperbaiki selama kira-kira 6 generasi, dan sekarang suhu pecahan boleh menjadi 354.9 darjah Celsius [4,5], yang sesuai untuk proses bebas lead dan penyelamatan reflow berbilang. Sebelum produksi PCB, ubat cair sesuai akan dipilih mengikut proses produksi produk.

4.2 semasa produksi PCB, kelebihan dan keseluruhan filem OSP perlu dikawal secara ketat. Kekunci untuk proses OSP adalah mengawal tebal filem pelindung. Ketebatan filem terlalu tipis dan ketakutan panas tidak baik. Semasa penywelding semula, filem tidak dapat menahan suhu tinggi, retak, dan penapisan, yang mudah menyebabkan oksidasi pad dan mempengaruhi kemudahan tentera; Jika tebal filem terlalu tebal, ia tidak boleh dihapuskan dan dibuang dengan aliran semasa penywelding, yang juga akan menyebabkan penywelding yang tidak baik.

4.2.1 aliran proses produksi papan OSP: pembuangan plat - pembuangan minyak - cucian air - micro corrosion - cucian air - prepreg - cucian air DI - kering - filem perlindungan atas (OSP) - kering - cucian air DI - kering - kering - kering - kering - kering - kering - penerimaan plat

4.2.2 faktor utama yang mempengaruhi tebal filem OSP pemindahan minyak A. Kesan pengurangan secara langsung mempengaruhi kualiti pembentukan filem. Jika penghapusan minyak miskin, tebal pembentukan filem tidak sama. Di satu sisi, konsentrasi boleh dikawal dalam julat proses dengan menganalisis penyelesaian. Di sisi lain, periksa sama ada kesan pengurangan adalah baik. Jika kesan pengurangan tidak baik, gantikan cairan pengurangan pada masa.

b. erosi mikro. Tujuan pencetakan mikro adalah untuk membentuk permukaan tembaga kasar untuk formasi filem. Ketebasan pencetakan mikro secara langsung mempengaruhi kadar pembentukan filem. Untuk membentuk tebal filem yang stabil, perlu menyimpan kestabilan tebal pencetakan mikro. Secara umum, ia adalah sesuai untuk mengawal tebal pencetakan mikro pada 1.0 ~ 1.5um. Sebelum setiap perubahan produksi, perlu mengukur kadar pencetak mikro dan menentukan masa pencetak mikro mengikut kadar pencetak mikro.

c. Prepreg. Prepreg boleh mencegah ion berbahaya seperti ion klorid daripada merusak solusi silinder OSP. Fungsi utama silinder prepreg OSP adalah untuk mempercepat bentuk tebal filem OSP dan menangani pengaruh ion berbahaya lain pada silinder OSP. Terdapat sejumlah ion tembaga yang sesuai dalam penyelesaian prepreg, yang boleh mempromosikan pembentukan filem pelindung kompleks dan pendek masa penutup. Secara umum dipercayai bahawa alkylbenzimidazole telah dikompleksikan dengan ion tembaga sehingga tertentu dalam penyelesaian pre-flux kerana wujud ion tembaga. Apabila kompleks dengan tahap tertentu agregasi ditempatkan pada permukaan tembaga untuk membentuk filem kompleks, ia boleh membentuk lapisan perlindungan yang lebih tebal dalam masa singkat, jadi ia memainkan peran pemecut kompleks. Jika kandungan alkilbenzimidazol atau komponen serupa (imidazol) dalam prepreg sangat kecil, apabila ion tembaga terlalu berlebihan, penyelesaian prepreg akan tua awal dan perlu diganti. Oleh itu, perlu fokus pada mengawal konsentrasi dan masa prepreg.

d. Koncentrasi komponen utama OSP. Alkylbenzimidazole atau komponen serupa (imidazole) adalah komponen utama dalam penyelesaian OSP, dan konsentrasi adalah kunci untuk menentukan tebal filem OSP. Semasa proses produksi, konsentrasi solusi OSP perlu diawasi.

nilai PH bagi penyelesaian. Kestabilan nilai pH mempunyai kesan besar pada kadar pembentukan filem. Untuk menjaga kestabilan nilai pH, sejumlah penimbal tertentu ditambah ke tangki penyelesaian. Secara umum, jika nilai pH dikawal pada 2.9 ~

3.1, filem OSP yang tebal dan seragam dengan tebal sederhana boleh dicapai. Apabila nilai pH tinggi dan pH > 5, solubiliti alkylbenzimidazole menurun dan minyak terjatuh; Apabila nilai pH rendah dan pH < 2, membran terbentuk akan terpecah sebahagian. Oleh itu, perlu fokus pada pengawasan nilai pH.

f. Suhu penyelesaian. Perubahan suhu juga mempunyai kesan besar pada kadar pembentukan filem. Semakin tinggi suhu, semakin cepat kadar pembentukan filem. Oleh itu, perlu mengawal suhu tangki OSP.

g. Masa pembentukan filem (masa penutupan). Di bawah komposisi cair tank OSP yang ditentukan, suhu, dan nilai pH, semakin lama masa pembentukan filem, semakin tebal masa pembentukan filem. Oleh itu, perlu mengawal masa pembentukan filem.

4.2.3 pengesan tebal filem OSP pada masa ini, kebanyakan kilang PCB menggunakan spektrometer UV untuk mengukur tebal filem OSP. Prinsip adalah untuk menggunakan ciri-ciri penyorban kuat komponen imidazol dalam filem OSP di kawasan ultraviolet, dan kemudian menghitung tebal filem OSP dengan mengukur penyorban pada maksimum. Kaedah ini mudah dan mudah, tetapi ralat ujian besar. Kaedah lain ialah menggunakan teknologi FIB untuk mengukur tebal sebenar filem OSP [6]. Pembuat PCB perlu menggunakan kaedah yang sesuai untuk mengesan dan mengawal tebal filem OSP semasa pemroduksi untuk memastikan tebal filem OSP memenuhi keperluan piawai.

4.3 keperluan pembekalan dan penyimpanan papan OSP disebabkan filem OSP yang sangat tipis, jika terkena suhu tinggi dan kemudahan selama masa yang lama, permukaan PCB akan dioksidasi dan kemudahan tentera akan menjadi lemah. Selepas proses penyelamatan reflow, OSP di permukaan PCB juga akan retak dan dicurahkan, yang mudah untuk membawa kepada oksidasi foil tembaga PCB dan kemudahan penyelamatan yang buruk.

4.3.1 Keperlukan pembekalan papan OSP: bahan-bahan yang masuk dari papan OSP mesti dibuka dengan vakum dan ditambah dengan kad paparan kering dan kelembapan. Kertas pengasingan akan digunakan diantara papan PCB untuk menghindari menggaruk atau kerosakan pecahan pada filem OSP.

4.3.2 Dewan OSP tidak akan terus terkena cahaya matahari. Ia akan disimpan dalam persekitaran dengan kelembapan relatif 30 ~ 70% dan suhu 15 ~ 30 darjah Celsius selama kurang dari 6 bulan. Ia dicadangkan untuk menggunakan kabinet khusus yang mencegah basah untuk penyimpanan. Jika PCB lemah atau luput dan tidak dapat dipanggil, ia hanya boleh dikembalikan ke Fabrik PCB untuk kerja semula OSP.

4.4. Guna dan berjaga-jaga papan OSP dalam seksyen SMT A. sebelum membuka PCB, periksa sama ada pakej PCB rosak dan sama ada kad paparan kelembapan tidak berwarna. Jika ia rosak atau berubah warna, ia tidak boleh digunakan. Produksi dalam talian diperlukan dalam masa 8 jam selepas menyala. Ia dicadangkan untuk menggunakan sebanyak yang tidak ditutup. PCB yang belum selesai atau mantissa patut dibungkus dalam masa.

b. Ia diperlukan untuk mengawal suhu dan kebumitan workshop SMT. Suhu lembaga sarankan: 25 ± 3 darjah Celsius, kelembapan: 50 ± 10%. Semasa proses produksi, ia dilarang menghubungi secara langsung permukaan pad PCB dengan tangan kosong untuk mencegah pencemaran keringat, oksidasi, dan penyelesaian yang tidak baik.

c. PCB yang dicetak dengan pasta solder akan ditempatkan secepat mungkin, dan komponen akan melewati oven. Cuba menghindari pencucian piring disebabkan oleh ralat cetakan atau masalah lekap, kerana pencucian piring akan merusak filem OSP. Jika benar-benar diperlukan untuk mencuci piring, ia tidak dibenarkan untuk meresap atau bersihkannya dengan solvent volatil tinggi. Ia dicadangkan untuk memadam pasta solder dengan kain yang tidak berdiri diwarnakan dengan 75% alkohol. PCB yang dibersihkan akan diseweld dalam masa 2 jam.

d. Selepas patch satu-sisi SMT selesai, komponen SMT di sisi kedua akan dipasang dalam 24 jam, dan penyelamatan selektif atau penyelamatan gelombang komponen dip (pemalam) akan selesai dalam 36 jam paling lama.

e. Oleh kerana cairan PCB dengan rawatan permukaan OSP lebih buruk daripada paste PCB dengan rawatan permukaan lain, gabungan solder mudah untuk mengekspos tembaga. Pembukaan mata besi boleh meningkat secara sesuai dalam rancangan. Ia disarankan untuk membuka lubang menurut pad 1:1.05 atau 1:1.1, tetapi perhatikan rawatan anti kacang tin komponen cip.

f. Apabila suhu puncak dan masa reflow papan OSP reflow memenuhi kualiti penywelding, ia dicadangkan untuk menyimpang dari had bawah tetingkap proses sebanyak mungkin, dan suhu puncak dan masa reflow sepatutnya menjadi sebanyak mungkin rendah; Apabila menghasilkan papan dua sisi, disarankan untuk menurunkan suhu sisi pertama (sisi komponen kecil) dan menetapkan suhu kedua-dua sisi secara terpisah untuk mengurangkan kerosakan suhu tinggi kepada filem OSP. Jika mungkin, produksi nitrogen dicadangkan, yang dapat meningkatkan penyeludupan oksidasi yang tidak baik pada pad sisi kedua papan PCB OSP dua sisi.

5. Kesimpulan terdapat banyak faktor yang mempengaruhi penyelesaian buruk PCB yang dirawat permukaan OSP, seperti komposisi dan kualiti ramuan OSP, tebal, dan keseluruhan filem OSP, pakej dan penyimpanan papan OSP, penggunaan dan kawalan masa seksyen SMT, dan parameter proses dalam proses produksi (seperti pembukaan mata besi, suhu bakar, dll.). Di antara mereka, kualiti penyelesaian OSP dan tebal dan keseluruhan filem OSP adalah syarat-syarat untuk memastikan kualiti penywelding. Gagal penywelding disebabkan oleh masalah penghasilan PCB ini adalah sukar atau bahkan mustahil untuk diselesaikan melalui kaedah proses dalam proses produksi SMT. Oleh itu, untuk meningkatkan dan memastikan kualiti penywelding yang baik, kilang PCB perlu mengawal secara ketat parameter proses kunci penghasilan PCB, memastikan kualiti filem OSP dan kualiti produksi PCB; PCB selepas produksi akan dikemas dan disimpan secara ketat sesuai dengan keperluan papan OSP; SMT akan dikawal secara ketat dengan masa penggunaan; Kawal dan optimumkan parameter proses seperti pembukaan mata besi dan suhu bakar, dan membentuk proses produksi papan PCB OSP yang sempurna.