PCB tehnologija izravnave vročega zraka

PCB tehnologija izravnave vročega zraka

Tehnologija izravnave z vročim zrakom je razmeroma zrela tehnologija, a ker njen proces poteka v dinamičnem okolju visoke temperature in visokega tlaka, je kakovost težko nadzorovati in stabilizirati. Ta članek bo predstavil nekaj izkušenj s krmiljenjem procesa izravnave z vročim zrakom.

Spajkalna prevleka za izravnavo z vročim zrakom HAL (splošno znana kot pršenje s kositrom) je nekakšna tehnologija naknadne obdelave, ki jo v zadnjih letih pogosto uporabljajo tovarne tiskanih vezij. To je pravzaprav postopek, ki združuje potapljajoče varjenje in izravnavo z vročim zrakom za prevleko evtektične spajke v metalizirano luknjo tiskane plošče in tiskane žice. Postopek je, da tiskano ploščo najprej potopite s talilom, nato potopite v staljeno spajkalno prevleko in nato preidete med dva zračna noža, pri čemer vroč stisnjen zrak v zračnem nožu odpihne odvečno spajko na tiskani plošči in odstranite odvečno spajko v kovinski luknji, da dobite svetlo, ravno in enakomerno spajkalno prevleko.

Najizrazitejše prednosti izravnave z vročim zrakom za spajkalno prevleko so, da sestava prevleke ostane nespremenjena, robovi tiskanega vezja so lahko popolnoma zaščiteni, debelina prevleke pa se lahko nadzoruje z vetrnim nožem; Prevleka in osnovni baker omogočata kovinsko vez, dobro omočljivost, dobro varljivost, odpornost proti koroziji je prav tako zelo dobra. Kot naknadni proces tiskane plošče njegove prednosti in slabosti neposredno vplivajo na videz tiskane plošče, odpornost proti koroziji in strankino kakovost varjenja. Kako nadzorovati svoj proces, je bolj zaskrbljen zaradi problema tovarne vezij. Tukaj govorimo o najpogosteje uporabljenem navpičnem nadzoru procesa izravnave vročega zraka po nekaterih izkušnjah.

ä¸ãizbira in uporaba fluksa

Talilo, ki se uporablja za izravnavo vročega zraka, je posebno talilo. Njegova funkcija pri vročem klimatiziranju je aktiviranje izpostavljene bakrene površine na tiskani plošči, izboljšanje omočljivosti spajke na bakreni površini; Prepričajte se, da se površina laminata ne pregreje, zagotovite zaščito za spajko, da preprečite oksidacijo spajke, ko se ohladi po izravnavi, in preprečite, da bi se spajka prijela na premaz, odporen na spajkanje, da preprečite premostitev spajke med blazinicami; Izrabljeno talilo očisti površino spajke, spajkalni oksid pa se izprazni skupaj z izrabljenim talilom.

Posebni tok, ki se uporablja za izravnavo vročega zraka, mora imeti naslednje lastnosti:

1、Biti mora vodotopen fluks, biorazgradljiv, nestrupen.

Vodotopni tok je enostaven za čiščenje, manj ostankov na površini, ne bo tvoril ionskega onesnaženja na površini; Biorazgradnja, brez posebne obdelave se lahko odvaja, da bi izpolnili zahteve varstva okolja, škoda za človeško telo se močno zmanjša.

2、Ima dobro aktivnost

Kar zadeva reaktivnost, zmožnost odstranitve oksidne plasti s površine bakra, da se izboljša omočljivost spajke na površini bakra, je spajki običajno dodan aktivator. Pri izbiri je treba upoštevati dobro aktivnost, pa tudi upoštevati minimalno korozijo bakra, namen je zmanjšati topnost bakra v spajki in zmanjšati poškodbe opreme zaradi dima.

Delovanje fluksa se odraža predvsem v kapaciteti kositra. Ker učinkovina, ki jo uporablja vsak fluks, ni enaka, tudi njegovo delovanje ni enako. Visokoaktivni tok, goste blazinice, obliži in drugi dobri kositer; Nasprotno, zlahka se pojavi na površini izpostavljenega bakrenega pojava, aktivnost aktivne snovi se odraža tudi v svetlosti in gladkosti površine kositra.

3、Toplotna stabilnost

Preprečite vpliv zelenega olja in osnovnega materiala na visoke temperature.

4、Imeti določeno viskoznost.

Izravnavanje talila z vročim zrakom zahteva določeno viskoznost, viskoznost določa fluidnost talila, da bi bila površina spajke in laminata popolnoma zaščitena, mora imeti fluks določeno viskoznost, talilno spajko z majhno viskoznostjo je enostavno prilepiti na površino laminata (znan tudi kot viseča pločevina) in mostovi, ki jih je enostavno izdelati na gosto naseljenih mestih, kot je IC.

5、Primerna kislost

Visoka kislost fluksa pred brizgalno ploščo zlahka povzroči luščenje roba varilne uporne plasti, brizgalna plošča po dolgotrajnem ostanku zlahka povzroči oksidacijo črnila kositrne površine. Splošna vrednost PH pretoka je 2,5-3. Pet ali več.

Druga uspešnost se odraža predvsem v vplivu operaterjev in operativnih stroškov, kot so slab vonj, visoko hlapne snovi, dim, površina prevleke enote, proizvajalce je treba izbrati na podlagi poskusa.

Med preskusom je mogoče eno za drugo preizkusiti in primerjati naslednjo zmogljivost:

1.     Ravnost, svetlost, čep ali ne

2. Dejavnost: izberite fino gosto vezje, preizkusite njegovo zmogljivost kositra.

3. Vezje je prevlečeno s talilom, da se po 30 minutah po pranju s testnim trakom prepreči luščenje zelenega olja.

4. Ko poškropite ploščo, jo postavite za 30 minut in preizkusite, ali površina kositra postane črna.

5. Ostanki po čiščenju

6. Bit Dense IC je priključen.

7. Enojna plošča (plošča iz steklenih vlaken itd.) na zadnji strani viseče pločevine.

8. Dim,

9. Hlapnost, velikost vonja, ali dodati razredčilo

10. Pri čiščenju ni pene

.

äºãNadzor in izbira procesnih parametrov vročega zraka

Parametri procesa izravnave z vročim zrakom vključujejo temperaturo spajkanja, čas varjenja s potapljanjem, tlak zračnega noža, temperaturo zračnega noža, kot zračnega noža, razmik zračnega noža in hitrost dvigovanja tiskanega vezja itd. V nadaljevanju bomo razpravljali o vplivu teh procesnih parametrov na kakovost tiskane plošče.

1. Čas potopitve kositra:

Čas luženja je v veliki meri povezan s kakovostjo spajkalne prevleke. Pri potopnem varjenju med bakreno osnovo in kositrom v spajki nastane plast kovinske spojine î°IMC, na žici pa nastane spajkalna prevleka. Zgornji postopek običajno traja 2-4 sekunde, v tem času lahko nastane dobra intermetalna spojina. Daljši kot je čas, debelejša je spajka. Toda predolgo bo povzročilo razslojevanje osnovnega materiala tiskane plošče in brbotanje zelenega olja, čas je prekratek, enostavno je izdelati pojav pol potopitve, kar povzroči lokalno kositrno belo barvo, poleg tega, da je površina kositra enostavna za izdelavo groba.

2.Tin rezervoar temperatura:

Običajna spajka, ki se uporablja za PCB in elektronske komponente, je zlitina svinca 37/kositra 63, ki ima tališče 183℃. Sposobnost tvorbe intermetalnih spojin z bakrom je zelo majhna pri temperaturah spajke med 183℃in 221℃. Pri 221℃, spajka vstopi v vlažno cono, ki sega od 221℃na 293℃. Glede na to, da je ploščo enostavno poškodovati pri visoki temperaturi, je treba temperaturo spajke izbrati nekoliko nižjo. Teoretično je ugotovljeno, da je 232℃je optimalna temperatura varjenja, v praksi pa 250℃je optimalna temperatura.

3. Tlak zračnega noža:

Na tiskanem vezju, varjenem s potapljanjem, ostane preveč spajke in skoraj vse metalizirane luknje so blokirane s spajkanjem. Funkcija vetrnega noža je, da odpihne odvečno spajko in izvede metalizirano luknjo, ne da bi preveč zmanjšal velikost metalizirane luknje. Energijo, ki se uporablja za ta namen, zagotavljata tlak vetrnega noža in pretok. Višji kot je tlak, hitrejši je pretok, tanjša je prevleka spajke. Zato je tlak rezila eden najpomembnejših parametrov izravnave vročega zraka. Običajno je pritisk vetrnega noža 0,3-0. 5 mpa.

Tlak pred in za vetrnim nožem je na splošno nadzorovan tako, da je velik spredaj in majhen zadaj, razlika v tlaku pa je 0,5 mpa. Glede na porazdelitev geometrije na plošči je mogoče pritisk sprednjega in zadnjega zračnega noža ustrezno prilagoditi, da zagotovite, da je položaj IC raven in da obliž nima izboklin. Za določeno vrednost glejte tovarniški priročnik.

4. Temperatura zračnega noža:

Vroč zrak, ki teče iz zračnega noža, malo vpliva na tiskano ploščo in malo vpliva na zračni tlak. Toda zvišanje temperature v notranjosti rezila pomaga, da se zrak razširi. Ko je tlak konstanten, lahko zvišanje temperature zraka zagotovi večji volumen zraka in hitrejši pretok, kar povzroči večjo izravnalno silo. Temperatura zračnega noža ima določen vpliv na videz spajkalne prevleke po izravnavi. Ko je temperatura vetrnega noža nižja od 93℃, površina premaza potemni, s povišanjem temperature zraka pa se temnenje premaza zmanjša. Pri 176℃, temen videz je popolnoma izginil. Zato najnižja temperatura vetrnega noža ni nižja od 176℃. Običajno je za dosego dobre ravnosti površine kositra mogoče temperaturo zračnega noža nadzorovati med 300℃- 400℃.

5. Razmik zračnega noža:

Ko vroč zrak v zračnem nožu zapusti šobo, se pretok upočasni, stopnja upočasnitve pa je sorazmerna s kvadratom razdalje med zračnim nožem. Zato, večji kot je razmik, nižja je hitrost zraka, manjša je izravnalna sila. Razmik zračnih lopatic je običajno 0,95-1. 25 cm. Razmik vetrilnega noža ne sme biti premajhen, sicer bo na tiskani plošči prišlo do trenja î, kar ni dobro za površino plošče. Razdalja med zgornjim in spodnjim rezilom je na splošno približno 4 mm, prevelika je nagnjena k brizganju spajk.

6. Kot zračnega noža:

Kot, pod katerim rezilo piha ploščo, vpliva na debelino spajkalne prevleke. Če kot ni pravilno nastavljen, bo debelina spajke na obeh straneh tiskane plošče različna, povzroči pa se lahko tudi brizganje staljene spajke in hrup. Večina kota sprednjega in zadnjega zračnega noža je nastavljena na 4 stopinje nagiba navzdol, rahlo prilagojena glede na specifično vrsto plošče in kot geometrijske porazdelitve površine plošče.

7. Hitrost tiskane plošče:

Druga spremenljivka, povezana z izravnavo vročega zraka, je hitrost, s katero rezila prehajajo med njimi, hitrost, s katero se dviga oddajnik, kar vpliva na debelino spajke. Počasna hitrost, več zraka piha na tiskano ploščo, zato je spajka tanka. Nasprotno, spajka je predebela ali celo zamaši luknje.

8. Temperatura in čas predgretja:

Namen predgretja je izboljšati aktivnost fluksa in zmanjšati toplotni šok. Splošna temperatura predgretja je 343℃. Pri predgrevanju 15 sekund lahko površinska temperatura tiskane plošče doseže približno 80℃. Nekaj ​​izravnave z vročim zrakom brez postopka predgretja.

Trije, enotnost debeline spajkalne prevleke

Debelina spajke, ki jo pokriva vroč zrak, je v bistvu enakomerna. Toda s spremembo geometrije natisnjene žice se spremeni tudi izravnalni učinek vetrnega noža na spajko, zato se spremeni tudi debelina spajkalne prevleke izravnave z vročim zrakom. Običajno je tiskana žica vzporedna s smerjo izravnave, upor proti zraku je majhen, izravnalna sila je velika, zato je premaz tanek. Tiskana žica je pravokotna na smer izravnave, upor proti zraku je velik, učinek izravnave je majhen, zato je prevleka debelejša, prevleka spajkanja v metalizirani luknji pa je tudi neenakomerna. Zelo težko je doseči popolnoma enakomerno in ravno površino kositra, ker se spajka takoj dvigne iz visokotemperaturne peči za kositer v dinamičnem okolju visokega tlaka in visoke temperature. Toda s prilagajanjem parametrov je lahko čim bolj gladko.

1. Izberite dober tok aktivnosti in spajkanje

Flux je glavni dejavnik gladkosti površine kositra. Talilo z dobro aktivnostjo lahko dobi razmeroma gladko, svetlo in popolno površino kositra.

Spajka naj izbere zlitino svinca in kositra z visoko čistostjo in redno izvaja zdravljenje z beljenjem bakra, da zagotovi, da je vsebnost bakra 0. Pod 03 % glede na delovno obremenitev in rezultate testa.

2. Prilagoditev opreme

Zračni nož je neposreden dejavnik za prilagajanje ravnosti površine kositra. Kot zračnega noža, sprememba tlaka zračnega noža in razlika v tlaku pred in po, temperatura zračnega noža, razdalja zračnega noža (navpična razdalja, vodoravna razdalja) in hitrost dviganja bodo imeli velik vpliv na površino. Za različne vrste plošč njihove vrednosti parametrov niso enake, v nekaterih naprednih tehnologijah stroja za brizganje kositra, opremljenega z mikroračunalnikom, se različne vrste plošč parametrov shranijo v računalnik za samodejno prilagajanje.

Zračni nož in vodilo se redno čistita, ostanki reže zračnega noža pa se čistijo vsaki dve uri. Ko je proizvodnja velika, se bo gostota čiščenja povečala.

3. Predobdelava

Mikrojedkanje ima velik vpliv tudi na ravnost površine kositra. Če je globina mikrojedkanja prenizka, baker in kositer težko tvorita spojine bakra in kositra na površini, kar povzroči lokalno hrapavost površine kositra. Slab stabilizator v raztopini za mikro jedkanje vodi do hitre in neenakomerne hitrosti jedkanja bakra, povzroča pa tudi neenakomerno površino kositra. Na splošno je priporočljiv sistem APS.

Pri nekaterih vrstah plošč je včasih potrebna predpriprava pekačev, kar bo prav tako vplivalo na izravnavo pekača.

Slika

4. Predprocesna kontrola

Ker je izravnava z vročim zrakom zadnja obdelava, bodo imeli številni predhodni procesi določen vpliv nanjo, na primer razvoj, ki ni čist, bo povzročil napake kositra, okrepil nadzor predhodnega postopka in lahko močno zmanjša težave pri izravnavi z vročim zrakom.