噴錫工藝培訓(xùn)資料

1、 中富工藝部 2011年11月噴錫工藝培訓(xùn)第一頁，共二十六頁。目錄1）工藝簡介2）流程3）工藝參數(shù)4）品質(zhì)缺陷及解決5）環(huán)保問題 6）發(fā)展趨勢第二頁，共二十六頁。1、工藝簡介熱風(fēng)整平又稱噴錫，是將印制板浸入熔融的焊料中，再通過熱風(fēng)將印制板的表面及金屬化孔內(nèi)的多余焊料吹掉，從而得一個平滑，均勻光亮的焊料涂覆層。第三頁，共二十六頁。1-2 熱風(fēng)整平可分為兩種： a、垂直式 b、水平式1-3 熱風(fēng)整平工藝包括： 烤板前處理 助焊劑涂覆 浸入熔融焊料 熱風(fēng)整 平 后處理第四頁，共二十六頁。1-4助焊劑性能要求a 熱穩(wěn)定性：燃點大于280，揮發(fā)性小， 煙霧少，對設(shè)備無腐蝕 性，即 PH為中性。b 助焊劑

2、活性：既能助焊，又不能對銅和焊料，造成腐蝕，以免加速 銅在熔融焊料中的溶解。c 清潔性： 易溶于水。第五頁，共二十六頁。d 粘度與表面張力：粘度與表面張力越小，助焊劑易流動，能充分濕 潤銅表面，使焊料易與銅面生成Cu6Sn5金屬化合物。粘度 與表面張力越大，將阻礙熱傳遞 ，需較長的浸焊時間和較 高的焊料溫度，若熱量不夠，使銅焊盤達不 到形 Cu6Sn5 的溫度，而且造成潤濕不良現(xiàn)象。 （注：助焊劑清潔不凈時，可能導(dǎo)致以后裝配焊接時產(chǎn)生起 泡現(xiàn)象） 備注：我司助焊劑液位控制要求：100-255mm第六頁，共二十六頁。1-5 關(guān)于漂銅 隨著加工數(shù)量增加，焊料的銅含量也會增加,使焊料流動性能變差，影

3、響外觀（通常表現(xiàn)為錫粗）。所以要求Cu含量要求(有鉛0.3%，無鉛0.5%-0.9%)。當(dāng)銅含量超過上限時,可進行漂銅(我司采用硫磺除銅)。即在焊料槽溫度降到191207， Cu的焊料固相線溫度附近,大部分銅形成長金針狀銅錫化合物.浮在焊液表面,焊熱保持在固相線溫度附近越長，焊料槽上部的銅濃度越高。我司采用硫磺除銅，除銅頻率為1次/（400-500）第七頁，共二十六頁。2、熱風(fēng)整平工藝流程2-2 后處理流程程序：熱水刷洗 毛轆擦洗 三段循環(huán)水洗 熱風(fēng)吹干。備注：我司熱水洗溫度控制要求：605，采用1000#磨刷，熱 風(fēng)溫度為805。若松香清潔不凈易導(dǎo)致波峰焊時有氣 泡產(chǎn)生。第八頁，共二十六頁。

4、3、工藝參數(shù)貼膠紙:在100左右轆板機上熱壓，速1m/min以 下，如有需要 可多次熱壓以避免在熱整平時.膠紙被撕開,導(dǎo)致金手指上 錫。前處理:主要起清潔、微蝕的作用。除去表面的有機物和氧化層、 粗化表面通常微蝕量要求 在0.61um左右。目前我們采用 的都是SPS/H2SO4 體系。第九頁，共二十六頁。（1）預(yù)涂助焊劑 采用轆壓+噴淋方式，即噴淋和膠轆涂敷助焊劑，第二（三）對 硅膠轆除去多余的助焊劑。（2）熱風(fēng)整平、焊熱溫度： Sn63Pb37共熔點183 。 過高焊熱溫度可能破壞基材或使助焊劑點燃。 溫度過低，可能導(dǎo)致PTH孔堵塞。第十頁，共二十六頁。風(fēng)刀空氣溫度： * 風(fēng)刀空氣溫度過低，

5、容易引起孔塞，表面發(fā)暗，錫面啞 色。 * 風(fēng)刀溫度過高，使涂層變薄。 * 最好選擇32020。 風(fēng)刀壓力： * 風(fēng)刀壓力增加，錫面越薄，反之錫面厚度增加。 我司控制要求：3-5kg/cm2 第十一頁，共二十六頁。浸錫時間： * 浸焊時間和取決于板厚和其它因素，停留時間延長有 助于焊料的銅面形成金屬間化合物。 * 有鉛浸錫時間1-4S。 * 無鉛浸錫時間2-6S。第十二頁，共二十六頁。噴氣時間： * 噴氣時間主要影響焊料涂層厚度，噴氣時間短，厚度 增加，并可能導(dǎo)致孔塞，孔小。薄板可相對短一點，厚 板大板要長一些。 我司噴錫噴氣時間要求：1.00.5S第十三頁，共二十六頁。優(yōu)秀的后處理制程的設(shè)計必

6、須是板子清洗后：1、板彎翹維持最小比率；2、離子污染必須小于最高標(biāo)準(zhǔn)（一般為6.5g/cm2）；3、表面絕緣阻抗（SIR）必須達最低要求。（一般標(biāo)準(zhǔn)：MIN7.0108， AVE7.0 109-噴錫水洗后 35 ，85%RH，24小時之內(nèi)）；4、板子表面無污垢、錫粉；5、板子必需干燥無水；第十四頁，共二十六頁。1.3錫爐中各種雜質(zhì)的影響 噴錫品質(zhì)的好壞，因素復(fù)雜，除上述之錫爐溫度高壓噴氣溫 度以及浸錫時間外，另一個頗為重要的因素是污染的程度。 溫度與時間的控制以各種方式做監(jiān)控。但是，雜質(zhì)的實時 監(jiān)控卻是不可能的，它是需要特殊的分析設(shè)備來做精確分 析，如AA等。 決定熔錫壽命的主要三個因素：一是

7、銅污染，二松香碳化產(chǎn) 生的污物，三是錫鉛的比例。當(dāng)然其他的金屬污染若有異常 現(xiàn)象，亦不可等閑視之。第十五頁，共二十六頁。A、銅銅污染是最主要的，且產(chǎn)生來源亦是清楚不過。銅表面浸焊時，會產(chǎn)生一層IMC，那是因銅熔蝕到焊料中，形成化合物（Cu3Sn和Cu5Sn6），隨著處理的面積增加，銅溶入焊料的濃度會增加，但它的飽和點，即0.34%（在235），當(dāng)超過飽和點時，錫面就會呈現(xiàn)顆粒狀粗糙表面，這是因為IMC的密度低于熔溶態(tài)錫鉛，它會migrate到錫鉛表面，呈樹狀結(jié)晶，因此看起來粗糙。這種現(xiàn)象會有兩個問題，一是外觀，二是焊錫性。因PAD表面錫鉛內(nèi)含銅濃度高，因此在組配零件，會額外增加如波峰焊或回流焊

8、時的設(shè)定溫度，甚至根本無法吃錫。第十六頁，共二十六頁。B、錫 錫和鉛合金的最低熔點183，其比例是63：37，因此其比例若因制作過程而有變化，極可能因差異太大，而造成裝配時的條件設(shè)定不良。一般錫含量比例變化在60.0-66.0%之間，尚不致于影響。若高于或低于此范圍，除了改變其熔點外，并因此改變其表面張力，伴隨的后果是助焊劑的功能被打折扣。助焊劑最大的作用在清潔銅面并使達到較低的自由狀態(tài)。而且后續(xù)裝配時使用高速，低溫的焊錫應(yīng)用亦會大受影響而使表現(xiàn)不如預(yù)期。第十七頁，共二十六頁。C、金 金也是一個常見的金屬污染，若金手指板產(chǎn)量多時，更須注意控管。 若焊料接觸金面，會形成另一IMC層-AuSn4。

9、金溶入焊料的溶解度是銅的六倍對 焊接點有絕對的傷害。 有金污染的焊料表面看似結(jié)霜，且易脆。要徹底避免金的污染，可將金手指制程 放在噴錫之后，一旦金污染超過限度只能換錫。D、銻 Antimony 銻對于焊錫和銅間的wetting亦有影響，其含量若超出0.05%，即對焊性產(chǎn)生不良影響第十八頁，共二十六頁。E、表13.1是一般可容許的雜質(zhì)百分比，所訂的數(shù)字會比較嚴(yán)苛，這是因為個別的污染雖有 較高的容忍度，但若同時有幾個不同污染體，則有可能即使僅有容忍上限的1/2，但仍 會造成制程的不良焊錫性變差。第十九頁，共二十六頁。序號元素?zé)o鉛有鉛控制范圍%控制范圍%1錫Sn余量630.52鉛Pb0.05余量3鋅

10、Zn0.0020.0024銻Sb0.0500.3005鐵Fe0.0200.0206鎳Ni0.04%-0.07%/7銅Cu0.5%-0.9%0.3008鎘Cd0.0020.0059鉍Bi0.0300.05010砷As0.0300.02011銀Ag0.0500.07512鋁Al0.0020.002第二十頁，共二十六頁。4、設(shè)備調(diào)整與維護（1）風(fēng)刀角度方向的調(diào)整與維護：風(fēng)刀角度對熱風(fēng)整平質(zhì)量影響很 大，若風(fēng)刀角度都為0，那么就有焊料噴到相對的風(fēng)刀的風(fēng) 刀口上堵塞風(fēng)刀。降低風(fēng)刀角度將使焊料向下噴，如果角度太 陡，就可能塞孔。（2）上下風(fēng)刀間隙：間隙太大可能導(dǎo)致錫高，太小可能卡板或 損傷板面。第二十一頁

11、，共二十六頁。（3）前后風(fēng)刀的間距：調(diào)節(jié)不當(dāng)可能導(dǎo)致孔塞或孔細(xì)。（4）焊料液位：液位太低會導(dǎo)致露銅。（5）氣泵馬達轉(zhuǎn)速：若風(fēng)臺馬達轉(zhuǎn)速太低或進風(fēng)孔堵塞會導(dǎo)致浮 床浮力不夠易擦花錫面。第二十二頁，共二十六頁。5、安全及環(huán)保（1）安全由于錫缸的溫度在250左右，故在保養(yǎng)及工作時注意穿 戴好勞保用品。另外，要注意清除地面油污，以防滑倒。（2）噴錫機排放的廢氣里面含有錫鉛重金屬及高溫油，故一定要經(jīng) 處理之后才能排放。第二十三頁，共二十六頁。6、發(fā)展前景 由于噴錫工藝很難處理廢氣排放等問題，所以漸漸地將被新工藝所取代。這些新工藝包刮沉金，沉銀工藝以及有機保護膜等方法。第二十四頁，共二十六頁。Thank You!第二十五頁，共二十六頁。內(nèi)容總結(jié)中富工藝部。所以要求Cu含量要求。銅(我司采用硫磺除銅)。2-2 后處理流程。貼膠紙:在100左右轆板機上熱壓，速1m/min以 下，如有需要。4、板子表面無污垢、錫粉。監(jiān)控卻是不可能的，它是需要特殊的分析設(shè)備來做精確分。銅污染是最主要的，且產(chǎn)生來源亦是清楚不過。PAD表面錫