Tecnología de nivelación de aire caliente de PCB

Tecnología de nivelación de aire caliente de PCB

La tecnología de nivelación de aire caliente es una tecnología relativamente madura, pero debido a que su proceso se encuentra en un entorno dinámico de alta temperatura y alta presión, la calidad es difícil de controlar y estabilizar. Este documento presentará algunas experiencias sobre el control del proceso de nivelación por aire caliente.

El revestimiento de soldadura de nivelación de aire caliente HAL (comúnmente conocido como pulverización de estaño) es un tipo de tecnología de procesamiento posterior al proceso ampliamente utilizada por las fábricas de placas de circuito en los últimos años. En realidad, es un proceso que combina la soldadura por inmersión y la nivelación con aire caliente para recubrir con soldadura eutéctica el orificio metalizado de la placa impresa y el alambre impreso. El proceso consiste en sumergir primero la placa impresa con fundente, luego sumergir el recubrimiento de soldadura fundida y luego pasar entre las dos cuchillas de aire, con el aire comprimido caliente en la cuchilla de aire para eliminar el exceso de soldadura en la placa impresa, y elimine el exceso de soldadura en el orificio de metal, para obtener una capa de soldadura brillante, plana y uniforme.

Las ventajas más destacadas de la nivelación de aire caliente para el recubrimiento de soldadura son que la composición del recubrimiento permanece sin cambios, los bordes del circuito impreso se pueden proteger por completo y el grosor del recubrimiento se puede controlar con la cuchilla de viento; El recubrimiento y la base de cobre hacen que la unión del metal, la buena humectabilidad, la buena soldabilidad y la resistencia a la corrosión también sean muy buenas. Como proceso posterior de la placa impresa, sus ventajas y desventajas afectan directamente la apariencia de la placa impresa, la resistencia a la corrosión y la calidad de soldadura del cliente. Cómo controlar su proceso, está más preocupado por el problema de la fábrica de placas de circuito. Aquí hablamos sobre el control de proceso de nivelación de aire caliente vertical más utilizado de alguna experiencia.

ä¸ãla elección y el uso del fundente

El fundente utilizado para la nivelación con aire caliente es un fundente especial. Su función en el aire acondicionado caliente es activar la superficie de cobre expuesta en la placa impresa, mejorar la humectabilidad de la soldadura en la superficie de cobre; Asegúrese de que la superficie del laminado no se sobrecaliente, brinde protección a la soldadura para evitar la oxidación de la soldadura cuando se enfríe después de nivelarla y evite que la soldadura se adhiera al revestimiento resistente a la soldadura para evitar que la soldadura se acumule entre las almohadillas; El fundente gastado limpia la superficie de la soldadura y el óxido de soldadura se descarga junto con el fundente gastado.

El fundente especial utilizado para la nivelación con aire caliente debe tener las siguientes características:

1、Debe ser fundente hidrosoluble, biodegradable, no tóxico.

El fundente soluble en agua es fácil de limpiar, menos residuos en la superficie, no formará contaminación iónica en la superficie; La biodegradación, sin un tratamiento especial, se puede descargar, para cumplir con los requisitos de protección del medio ambiente, el daño al cuerpo humano se reduce considerablemente.

2、tiene buena actividad

En términos de reactividad, la capacidad de eliminar la capa de óxido de la superficie de cobre para mejorar la humectabilidad de la soldadura en la superficie de cobre, generalmente se agrega un activador a la soldadura. En la selección, tanto para tener en cuenta la buena actividad como para considerar la mínima corrosión del cobre, el propósito es reducir la solubilidad del cobre en la soldadura y reducir el daño por humo al equipo.

La actividad del fundente se refleja principalmente en la capacidad de estaño. Debido a que la sustancia activa utilizada por cada fundente no es la misma, su actividad no es la misma. Flujo de alta actividad, almohadillas densas, parches y otros buenos estaños; Por el contrario, es fácil aparecer en la superficie del fenómeno del cobre expuesto, la actividad de la sustancia activa también se refleja en el brillo y la suavidad de la superficie del estaño.

3、Estabilidad térmica

Evite que el aceite verde y el material base sufran impactos a alta temperatura.

4、Tener cierta viscosidad.

La nivelación de aire caliente para fundente requiere una cierta viscosidad, la viscosidad determina la fluidez del fundente, para que la soldadura y la superficie del laminado estén completamente protegidas, el fundente debe tener una cierta viscosidad, la soldadura fundente con una viscosidad pequeña es fácil de adherirse a la superficie del laminado (también conocido como estaño colgante), y puentes fáciles de producir en lugares densos como IC.

5、Acidez adecuada

La alta acidez del fundente antes de rociar la placa es fácil de causar que el borde de la capa de resistencia de soldadura se pele, rociar la placa después de sus residuos durante mucho tiempo es fácil de causar la oxidación del ennegrecimiento de la superficie de estaño. El valor de PH de flujo general es 2. 5-3. Cinco o así.

Otro rendimiento se refleja principalmente en la influencia de los operadores y los costos operativos, como el mal olor, las sustancias altamente volátiles, el humo, el área de recubrimiento de la unidad, los fabricantes deben seleccionarse sobre la base del experimento.

Durante la prueba, el siguiente rendimiento se puede probar y comparar uno por uno:

1.     Planitud, brillo, orificio de enchufe o no

2. Actividad: seleccione la placa de circuito de parche fino y denso, pruebe su capacidad de estaño.

3. La placa de circuito recubierta con fundente para evitar 30 minutos, después de lavar con cinta, pruebe la extracción de aceite verde.

4. Después de rociar la placa, colóquela durante 30 minutos y pruebe si la superficie de la lata se vuelve negra.

5. Residuo después de la limpieza

6. El bit IC denso está conectado.

7. Panel único (tablero de fibra de vidrio, etc.) en la parte posterior de la lata colgante.

8. Humo,

9. Volatilidad, tamaño del olor, si se debe agregar diluyente

10. No hay espuma al limpiar

.

äºãControl y selección de parámetros del proceso de nivelación por aire caliente

Los parámetros del proceso de nivelación con aire caliente incluyen la temperatura de soldadura î£, el tiempo de soldadura por inmersión, la presión de la cuchilla de aire, la temperatura de la cuchilla de aire, el ángulo de la cuchilla de aire, el espaciado de la cuchilla de aire y la velocidad de subida de la PCB, etc. calidad de la placa impresa.

1. Tiempo de inmersión en estaño:

El tiempo de lixiviación tiene una gran relación con la calidad del recubrimiento de soldadura. Durante la soldadura por inmersión, se forma una capa de compuesto metálico î°IMC entre la base de cobre y el estaño en la soldadura, y se forma una capa de soldadura sobre el alambre. El proceso anterior generalmente toma de 2 a 4 segundos, en este tiempo se puede formar un buen compuesto intermetálico. Cuanto más largo sea el tiempo, más gruesa será la soldadura. Pero demasiado tiempo hará que el material base de la placa impresa se estratifique y burbujee aceite verde, el tiempo es demasiado corto, es fácil producir un fenómeno de semiinmersión, lo que resulta en un estaño blanco local, además de una superficie de estaño áspera fácil de producir.

2. Temperatura del tanque de estaño:

La soldadura común utilizada para PCB y componentes electrónicos es una aleación de plomo 37 / estaño 63, que tiene un punto de fusión de 183℃. La capacidad de formar compuestos intermetálicos con cobre es muy pequeña a temperaturas de soldadura entre 183℃y 221℃. en 221℃, la soldadura entra en la zona de mojado, que va desde 221℃a 293℃. Teniendo en cuenta que la placa es fácil de dañar a alta temperatura, la temperatura de soldadura debe seleccionarse un poco más baja. Teóricamente, se encuentra que 232℃es la temperatura óptima de soldadura, y en la práctica, 250℃es la temperatura óptima.

3. Presión de la cuchilla de aire:

Queda demasiada soldadura en la PCB soldada por inmersión y casi todos los orificios metalizados están bloqueados por la soldadura. La función de la cuchilla de viento es soplar el exceso de soldadura y conducir el orificio metalizado, sin reducir demasiado el tamaño del orificio metalizado. La energía utilizada para este propósito es proporcionada por la presión y el caudal de la cuchilla de viento. Cuanto mayor sea la presión, más rápido será el caudal y más delgada será la capa de soldadura. Por lo tanto, la presión de las palas es uno de los parámetros más importantes de la nivelación con aire caliente. Por lo general, la presión de la cuchilla de viento es 0. 3-0. 5 mpa.

La presión antes y después de la cuchilla de viento generalmente se controla para que sea grande en la parte delantera y pequeña en la trasera, y la diferencia de presión es de 0,5 mpa. De acuerdo con la distribución de la geometría en el tablero, la presión de la cuchilla de aire delantera y trasera se puede ajustar adecuadamente para garantizar que la posición del IC sea plana y que el parche no tenga protuberancias. Consulte el manual de fábrica para conocer el valor específico.

4. Temperatura de la cuchilla de aire:

El aire caliente que fluye desde la cuchilla de aire tiene poco efecto sobre la placa impresa y poco efecto sobre la presión del aire. Pero elevar la temperatura dentro de la hoja ayuda a que el aire se expanda. Por lo tanto, cuando la presión es constante, el aumento de la temperatura del aire puede proporcionar un mayor volumen de aire y un caudal más rápido, a fin de producir una mayor fuerza de nivelación. La temperatura de la cuchilla de aire tiene cierto efecto sobre la apariencia del recubrimiento de soldadura después de la nivelación. Cuando la temperatura de la cuchilla de viento es inferior a 93℃, la superficie del revestimiento se oscurece y, con el aumento de la temperatura del aire, el revestimiento que se oscurece tiende a reducirse. A los 176℃, la apariencia oscura desapareció por completo. Por lo tanto, la temperatura más baja del cuchillo de viento no es inferior a 176℃. Por lo general, para lograr una buena planitud de la superficie del estaño, la temperatura de la cuchilla de aire se puede controlar entre 300℃- 400℃.

5. Espaciado de las cuchillas de aire:

Cuando el aire caliente en la cuchilla de aire sale de la boquilla, el caudal se ralentiza y el grado de desaceleración es proporcional al cuadrado de la distancia entre la cuchilla de aire. Por lo tanto, cuanto mayor sea el espacio, menor será la velocidad del aire, menor será la fuerza de nivelación. El espaciado de las palas de aire es generalmente de 0,95-1. 25cm El espaciado de la cuchilla de viento no debe ser demasiado pequeño, de lo contrario, habrá fricción en la placa impresa, lo que no es bueno para la superficie de la placa. La distancia entre las cuchillas superior e inferior generalmente se mantiene en aproximadamente 4 mm, demasiado grande es propenso a salpicaduras de soldadura.

6. Ángulo de la cuchilla de aire:

El ángulo en el que la hoja golpea la placa afecta el espesor del recubrimiento de soldadura. Si el ángulo no se ajusta correctamente, el grosor de la soldadura en ambos lados de la placa impresa será diferente y también se pueden producir salpicaduras de soldadura fundida y ruido. La mayor parte del ángulo de la cuchilla de aire delantera y trasera se ajusta a 4 grados de inclinación hacia abajo, ligeramente ajustado de acuerdo con el tipo de placa específico y el ángulo de distribución geométrica de la superficie de la placa.

7. Velocidad de subida de la placa impresa:

Otra variable relacionada con la nivelación por aire caliente es la velocidad a la que pasan las palas entre ellas, la velocidad a la que sube el transmisor, lo que afecta al espesor de la soldadura. Velocidad lenta, sopla más aire a la placa impresa, por lo que la soldadura es delgada. Por el contrario, la soldadura es demasiado gruesa, o incluso tapona los agujeros.

8. Temperatura y tiempo de precalentamiento:

El propósito del precalentamiento es mejorar la actividad del fundente y reducir el choque térmico. La temperatura general de precalentamiento es de 343℃. Cuando se precalienta durante 15 segundos, la temperatura de la superficie de la placa impresa puede alcanzar alrededor de 80℃. Algo de nivelación por aire caliente sin proceso de precalentamiento.

Tres, uniformidad del espesor del recubrimiento de soldadura

El espesor de la soldadura cubierta por nivelación con aire caliente es esencialmente uniforme. Pero con el cambio de la geometría del alambre impreso, el efecto de nivelación de la cuchilla de viento en la soldadura también cambia, por lo que también cambia el grosor del recubrimiento de soldadura de nivelación de aire caliente. Por lo general, el cable impreso paralelo a la dirección de nivelación, la resistencia al aire es pequeña, la fuerza de nivelación es grande, por lo que el recubrimiento es delgado. Alambre impreso perpendicular a la dirección de nivelación, la resistencia al aire es grande, el efecto de nivelación es pequeño, por lo que el recubrimiento es más grueso y el recubrimiento de soldadura en el orificio metalizado también es desigual. Es muy difícil obtener una superficie de estaño completamente uniforme y plana porque la soldadura sale inmediatamente de un horno de estaño de alta temperatura en un entorno dinámico de alta presión y alta temperatura. Pero a través del ajuste de los parámetros puede ser lo más suave posible.

1. Elija un buen flujo de actividad y soldadura

El fundente es el factor principal de la suavidad de la superficie del estaño. El fundente con buena actividad puede obtener una superficie de estaño relativamente suave, brillante y completa.

La soldadura debe elegir una aleación de plomo y estaño con alta pureza y llevar a cabo regularmente un tratamiento de blanqueo de cobre para garantizar que el contenido de cobre sea 0. Por debajo del 03% en la carga de trabajo y los resultados de las pruebas.

2. Ajuste del equipo

El cuchillo de aire es un factor directo para ajustar la planitud de la superficie de estaño. El ángulo de la cuchilla de aire, la presión de la cuchilla de aire y el cambio de diferencia de presión antes y después, la temperatura de la cuchilla de aire, la distancia de la cuchilla de aire (distancia vertical, distancia horizontal) y la velocidad de elevación tendrán una gran influencia en la superficie. Para diferentes tipos de placas, sus valores de parámetros no son los mismos, en alguna tecnología avanzada de máquina de pulverización de estaño equipada con una microcomputadora, los diversos tipos de placas de parámetros almacenados en la computadora para el ajuste automático.

La cuchilla de aire y el riel de guía se limpian regularmente, y los residuos del espacio de la cuchilla de aire se limpian cada dos horas. Cuando la producción es grande, la densidad de limpieza aumentará.

3. Pretratamiento

El micrograbado también tiene una gran influencia en la planitud de la superficie del estaño. Si la profundidad del micrograbado es demasiado baja, es difícil que el cobre y el estaño formen compuestos de cobre y estaño en la superficie, lo que da como resultado una rugosidad local en la superficie del estaño. Un estabilizador deficiente en la solución de micrograbado conduce a una velocidad de grabado del cobre rápida e irregular, y también provoca una superficie de estaño irregular. Generalmente se recomienda el sistema APS.

Para algunos tipos de placas, a veces se necesita un pretratamiento de la placa de cocción, lo que también tendrá cierta influencia en la nivelación del estaño.

La imagen

4. Control previo al proceso

Debido a que la nivelación de aire caliente es el último tratamiento, muchos procesos anteriores tendrán un cierto impacto en él, como el desarrollo no limpio causará defectos de estaño, fortalecerá el control del proceso anterior y puede reducir en gran medida los problemas en la nivelación de aire caliente.