噴錫培訓教材課件

Page1工藝部噴錫培訓教材Page1工藝部噴錫培訓教材

Page2前言印制板制作過程中,需要多種表面保覆工藝如鍍銅、鍍錫鉛、鍍錫、鍍鎳、鍍金、化學鍍鎳、化學鍍金以及有機助焊性保護膜。這些表面涂覆層的質量直接影響到印制板的質量,尤其是可焊性。Page2前言

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噴錫又稱熱風整平,是將印制板浸入熔融的焊料(通常為63/37sn/pb的焊料）中,再通過熱風將印制板的表面及金屬化孔內的多余焊料吹掉,從而得到一個平滑、均勻又光亮的焊料涂覆層。在裸銅上直接涂覆阻焊劑,可以清除錫鉛合金鍍層上涂覆阻焊劑在波峰焊接時所造成阻焊層起皺現(xiàn)象,阻焊層起皺不僅影響外觀,如果阻焊層被破壞,焊劑會殘留在阻焊層下面,影響波峰焊接后的清洗效果,造成印制板在使用過程中漏電,還容易產(chǎn)生橋接現(xiàn)象而引起短路。Pag3噴錫又稱熱風整平,

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內容 頁數(shù)1.對材料的性能要求 52.工藝控制 6-133.質量要求 14-164.流程及工序編排 17-185.生產(chǎn)前準備驗證 196.常見缺陷及對策 207.環(huán)境控制與工業(yè)安全 21-238.制作能力及發(fā)展展望 24-25Pag4內容

Page5一.對材料的性能要求

助焊劑的性能要求助焊劑由焊劑載體、活性成份和稀釋劑等組成,,選用助焊劑應充分考慮助焊劑活性,熱穩(wěn)定性、易清洗性,以及粘度和表面張力等性能助焊劑的粘度和表面張力對焊料潤濕銅面有很大影響,較低溶度和較低表面張力的助焊劑易于流動,并能充分潤濕銅表面,并且可降低焊料與銅表面的界面張力,使焊料易與銅表面生成Cu6Sn5的金屬間化合物,從而達到良好潤濕。高粘度的助焊劑降低了熱傳遞的效率,同而需要較長的浸焊時間和較高的焊料溫度如果熱量傳遞不夠,銅焊盤達不到形成Cu6Sn5的溫度,容易造成潤濕不良的現(xiàn)象Page5一.對材料的性能要求

Page6二.工藝控制2.1前處理

前處理的作用:可把線路板上銅面的有機(ORGANIC)和無機(INORGANIC)污漬除去并粗化板面,準備噴錫作用原理:Cu+Na2S2O8CuSO4+Na2SO4

在Na2S2O8作用下,銅面的比表面積增大,將提高鉛錫與銅面的結合力.注:正常情況下,過硫酸鈉將會有發(fā)生自分解反應,而自然損耗,因此須定期更新補充其反應原理:2Na2S2O8+2H2O2Na2SO4+2H2SO4+O2

Page6二.工藝控制

Page72.2熱風整平2.2.1焊料溫度焊料溫度的選擇通常取決于所采用的焊料類型,所加工的印制板的類型以及所采用的助焊劑的類型,如焊料溫度低,會引起金屬化孔堵塞,厚一些的印制板比薄印制板要求的焊料溫度高一些。焊料溫度應低于所采用的焊劑的閃點。熱風整平普遍采用的焊料是63/37的錫鉛合金,它們的共熔點為185°C.焊料溫度為183°C~221°C時,其與銅生成金屬間化合物的能力很小,在221°C時,焊料時入潤濕區(qū)(221~293°C)。但基材在較高溫度下易損壞,（燒焦或變形等），所以焊料溫度盡量選擇低些,232°C為最值焊料溫度。Page72.2熱風整平

Page82.2.2空氣刀氣流溫度空氣刀氣流溫度影響焊料涂層厚度和質量,空氣刀流溫度低,可能導致金屬化孔堵孔,錫鉛涂層表面發(fā)暗等;空氣刀氣流溫度高了,能導致焊料涂層厚度過薄。其它一些因素如層壓板的類型,所采用的阻焊涂層的類型等都可能影響空氣刀氣流溫度的選擇,一般情況下,220~250°C空氣刀氣流溫度對于大多數(shù)制板是合適的。Page82.2.2空氣刀氣流溫度

Page92.2.3風刀的空氣壓力

這是影響焊料涂層厚度和金屬化孔是否堵塞的主要參數(shù),涂層的厚度可用增加壓力來減少,反之亦然。清除金屬化孔內焊料常用增加風刀的空氣壓力來解決,壓力調整范圍很寬,調節(jié)取決限于板子的幾何形狀、風口間隙、提出速度、風刀空氣溫度以及板子前后風刀的距離等。風刀必須清潔,沒有堵塞,必要時要用風刀清潔器清潔。Page92.2.3風刀的空氣壓力

Page10建議風刀的空氣壓力；前風刀20~35PSI 后風刀15~30PSI始終保持前噴咀壓力至少比后噴咀壓力高5PSI,這個最小差值是必須的。因為前噴咀離板的距離比后噴咀更遠。通常印制板金屬化孔越小,要求壓力越高以保證孔不被堵塞。Page10建議風刀的空氣壓力；前風刀20~2.2.4浸焊時間

浸焊時間取決于板厚和其它因素,例如采用助焊劑的類型,層壓板的耐熱性能和印制板上導電圖形的分布情況,停留時間延長有助于焊料和銅表面形成金屬間化合物,產(chǎn)生良好的潤濕。

通常：對于雙面板浸焊時間為3~5秒 對于多層板浸焊時間為4~6秒Page112.2.4浸焊時間Page11Page122.2.5退出速度

退出速度主要影響焊料深層厚度,速度慢一些,焊料涂層薄一些,并且孔里涂層也薄。速度快,產(chǎn)生不規(guī)則的堵孔,速度的選擇取決于板的類型。小板和大金屬化孔退出速度可以快一些,而大板要求速度慢一些。Page122.2.5退出速度

Page132.2.3熱風整平后清洗

剛通過熱風整平的印制板溫度高,為了防止熱沖擊產(chǎn)生板翹曲或金屬化孔孔壁層斷裂,不能立即用水冷卻,需在較低的熱傳遞速度下慢慢冷卻,這是十分重要的。熱風整平后冷卻的印制板必須及時清洗干燥，清洗干凈與否直接影響印制板的最終可靠性,離子污染會引起漏電或介質擊穿,金屬化孔中的有機污染物可能引起電子元器件焊接起泡。Page132.2.3熱風整平后清洗

Page14三.質量要求3.1外觀:所有焊料涂覆處的錫鉛合金層應光亮均勻完整,無半潤濕,無露銅等缺陷。阻焊層不應有起泡,脫落或變色等現(xiàn)象。阻焊層下的銅不應氧化或變色。印制板表面以及孔內無異物,非涂覆錫鉛合合金部位不應掛粘錫鉛焊料3.2焊料層厚度:印制板涂覆焊料部位的焊料厚度無統(tǒng)一標準規(guī)定。一般應以焊料涂層的可焊為原則。

Page14三.質量要求Page15

參考美國國家標準ANSI/IPC-SD-320B,其中2.102.1中涂層厚度要求Page15 參考美國國家標準ANSI/IPC-SD-32Page163.3附著力:錫鉛焊料附著力應不小于2N/mm3.4錫鉛合金成份:焊料涂覆層錫含量62~64%,余為鉛量3.5可焊性要求:使用中性焊劑,3秒內應完成潤濕Page163.3附著力:錫鉛焊料附著力應不小于2N/mPage17

四.流程及工序編排4.1無金手指板微蝕水洗預熱涂覆松香噴錫冷卻熱水洗磨刷熱水洗高壓水洗市水洗吹干Page17四.流程及工序編排4.1無金手指板微蝕水洗Page18包紅膠紙熱壓微蝕清水洗吹干預熱深覆松香噴錫冷卻吹干4.2有金手指板熱水洗市水洗除紅膠紙Page18包紅膠紙熱壓微蝕清水洗吹干預熱深覆松香噴錫冷卻Page19五.生產(chǎn)準備驗證

當發(fā)生下列情況時,必須執(zhí)行開機前準備程序,并做兩塊試板對孔徑,錫厚及PAD位錫面檢查,檢查合格后才進行生產(chǎn)1.維修及保養(yǎng)后2.工藝參數(shù)與WI不一致時3.轉換PR前或制作新PR時4.設備停止使用24小時或以上5.當使用新物料時,必須先做5塊試板由制作部員工和QC人員檢查合格才進行生產(chǎn)Page19五.生產(chǎn)準備驗證Page20六.常見缺陷及對策

Page20六.常見缺陷及對策Page21七.環(huán)境控制與工業(yè)安全

7.1環(huán)境控制7.1.1由于噴錫須在高溫環(huán)境下進行,且錫鉛在高溫下易氣化,此再毒氣化物會對人體產(chǎn)生傷害,故噴錫環(huán)節(jié)須保持抽氣良好,通風順暢.7.1.2噴錫所產(chǎn)生的廢渣,須存放于指定的地方,擺放有序,高溫油及松香的廢液以及前處理的藥水須于指定的下水道排放,以免污染水源及噴錫環(huán)境.7.1.3須每班對整個噴錫環(huán)境進行“5S”整理Page21七.環(huán)境控制與工業(yè)安全Page227.2.2工業(yè)安全

7.2.1噴錫(1)進入崗位,需要集中思想,按章操作 (2)場面保持干爽通風良好 (3)載好勞保用品,避免意外發(fā)生(手套、面罩防酸堿鞋） (4)穿好工作服，扣緊袖口及衣角，以免意外發(fā)生(5)保養(yǎng)維修時應懸掛標示牌 (6)工作時,須需佩戴防護耳塞 (7)別留長發(fā),以免頭發(fā)被卷進機器,發(fā)生事故 (8)每次保養(yǎng)維修后,需清理工具,零件,擦凈地面油漬,防止事故發(fā)生Page227.2.2工業(yè)安全Page23

(9)工作環(huán)境內,物品擺放整齊(10)注意高壓水、壓縮水以免受傷(11)避免高溫燙傷(12)生產(chǎn)車間不準吸煙,吃東西Page23(9)工作環(huán)境內,物品擺放整齊Page24八.制作能力及發(fā)展展望1.制作能力1.1最大/最小板料尺寸20.8″×25″(最大)8″×8″(最小)1.2孔徑的減小A.SMT板孔徑≥100mil;1-4mil孔徑>100mil;1-3milB.沒有SMT焊盤的一般板:1-2mil1.3在50/25mil柵格和SMT焊盤錫厚,80-1000微英寸Page24八.制作能力及發(fā)展展望Page25八.制作能力及發(fā)展展望

隨著印制板技術飛速發(fā)展,需求線路板的表面處理不僅抗氧化性好,PAD位平整,同時要求有良好的表面結合性,可焊必及低的接電阻.噴錫有其本自所無法克服的PAD位不平等以及其環(huán)保所構成的巨大威協(xié),因此此工藝將會被逐步淘汰,取而代之將沉銀、沉金。Page25八.制作能力及發(fā)展展望演講完畢，謝謝觀看！演講完畢，謝謝觀看！

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Page2前言印制板制作過程中,需要多種表面保覆工藝如鍍銅、鍍錫鉛、鍍錫、鍍鎳、鍍金、化學鍍鎳、化學鍍金以及有機助焊性保護膜。這些表面涂覆層的質量直接影響到印制板的質量,尤其是可焊性。Page2前言

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噴錫又稱熱風整平,是將印制板浸入熔融的焊料(通常為63/37sn/pb的焊料）中,再通過熱風將印制板的表面及金屬化孔內的多余焊料吹掉,從而得到一個平滑、均勻又光亮的焊料涂覆層。在裸銅上直接涂覆阻焊劑,可以清除錫鉛合金鍍層上涂覆阻焊劑在波峰焊接時所造成阻焊層起皺現(xiàn)象,阻焊層起皺不僅影響外觀,如果阻焊層被破壞,焊劑會殘留在阻焊層下面,影響波峰焊接后的清洗效果,造成印制板在使用過程中漏電,還容易產(chǎn)生橋接現(xiàn)象而引起短路。Pag3噴錫又稱熱風整平,

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內容 頁數(shù)1.對材料的性能要求 52.工藝控制 6-133.質量要求 14-164.流程及工序編排 17-185.生產(chǎn)前準備驗證 196.常見缺陷及對策 207.環(huán)境控制與工業(yè)安全 21-238.制作能力及發(fā)展展望 24-25Pag4內容

Page5一.對材料的性能要求

助焊劑的性能要求助焊劑由焊劑載體、活性成份和稀釋劑等組成,,選用助焊劑應充分考慮助焊劑活性,熱穩(wěn)定性、易清洗性,以及粘度和表面張力等性能助焊劑的粘度和表面張力對焊料潤濕銅面有很大影響,較低溶度和較低表面張力的助焊劑易于流動,并能充分潤濕銅表面,并且可降低焊料與銅表面的界面張力,使焊料易與銅表面生成Cu6Sn5的金屬間化合物,從而達到良好潤濕。高粘度的助焊劑降低了熱傳遞的效率,同而需要較長的浸焊時間和較高的焊料溫度如果熱量傳遞不夠,銅焊盤達不到形成Cu6Sn5的溫度,容易造成潤濕不良的現(xiàn)象Page5一.對材料的性能要求

Page6二.工藝控制2.1前處理

前處理的作用:可把線路板上銅面的有機(ORGANIC)和無機(INORGANIC)污漬除去并粗化板面,準備噴錫作用原理:Cu+Na2S2O8CuSO4+Na2SO4

在Na2S2O8作用下,銅面的比表面積增大,將提高鉛錫與銅面的結合力.注:正常情況下,過硫酸鈉將會有發(fā)生自分解反應,而自然損耗,因此須定期更新補充其反應原理:2Na2S2O8+2H2O2Na2SO4+2H2SO4+O2

Page6二.工藝控制

Page72.2熱風整平2.2.1焊料溫度焊料溫度的選擇通常取決于所采用的焊料類型,所加工的印制板的類型以及所采用的助焊劑的類型,如焊料溫度低,會引起金屬化孔堵塞,厚一些的印制板比薄印制板要求的焊料溫度高一些。焊料溫度應低于所采用的焊劑的閃點。熱風整平普遍采用的焊料是63/37的錫鉛合金,它們的共熔點為185°C.焊料溫度為183°C~221°C時,其與銅生成金屬間化合物的能力很小,在221°C時,焊料時入潤濕區(qū)(221~293°C)。但基材在較高溫度下易損壞,（燒焦或變形等），所以焊料溫度盡量選擇低些,232°C為最值焊料溫度。Page72.2熱風整平

Page82.2.2空氣刀氣流溫度空氣刀氣流溫度影響焊料涂層厚度和質量,空氣刀流溫度低,可能導致金屬化孔堵孔,錫鉛涂層表面發(fā)暗等;空氣刀氣流溫度高了,能導致焊料涂層厚度過薄。其它一些因素如層壓板的類型,所采用的阻焊涂層的類型等都可能影響空氣刀氣流溫度的選擇,一般情況下,220~250°C空氣刀氣流溫度對于大多數(shù)制板是合適的。Page82.2.2空氣刀氣流溫度

Page92.2.3風刀的空氣壓力

這是影響焊料涂層厚度和金屬化孔是否堵塞的主要參數(shù),涂層的厚度可用增加壓力來減少,反之亦然。清除金屬化孔內焊料常用增加風刀的空氣壓力來解決,壓力調整范圍很寬,調節(jié)取決限于板子的幾何形狀、風口間隙、提出速度、風刀空氣溫度以及板子前后風刀的距離等。風刀必須清潔,沒有堵塞,必要時要用風刀清潔器清潔。Page92.2.3風刀的空氣壓力

Page10建議風刀的空氣壓力；前風刀20~35PSI 后風刀15~30PSI始終保持前噴咀壓力至少比后噴咀壓力高5PSI,這個最小差值是必須的。因為前噴咀離板的距離比后噴咀更遠。通常印制板金屬化孔越小,要求壓力越高以保證孔不被堵塞。Page10建議風刀的空氣壓力；前風刀20~2.2.4浸焊時間

浸焊時間取決于板厚和其它因素,例如采用助焊劑的類型,層壓板的耐熱性能和印制板上導電圖形的分布情況,停留時間延長有助于焊料和銅表面形成金屬間化合物,產(chǎn)生良好的潤濕。

通常：對于雙面板浸焊時間為3~5秒 對于多層板浸焊時間為4~6秒Page112.2.4浸焊時間Page11Page122.2.5退出速度

退出速度主要影響焊料深層厚度,速度慢一些,焊料涂層薄一些,并且孔里涂層也薄。速度快,產(chǎn)生不規(guī)則的堵孔,速度的選擇取決于板的類型。小板和大金屬化孔退出速度可以快一些,而大板要求速度慢一些。Page122.2.5退出速度

Page132.2.3熱風整平后清洗

剛通過熱風整平的印制板溫度高,為了防止熱沖擊產(chǎn)生板翹曲或金屬化孔孔壁層斷裂,不能立即用水冷卻,需在較低的熱傳遞速度下慢慢冷卻,這是十分重要的。熱風整平后冷卻的印制板必須及時清洗干燥，清洗干凈與否直接影響印制板的最終可靠性,離子污染會引起漏電或介質擊穿,金屬化孔中的有機污染物可能引起電子元器件焊接起泡。Page132.2.3熱風整平后清洗

Page14三.質量要求3.1外觀:所有焊料涂覆處的錫鉛合金層應光亮均勻完整,無半潤濕,無露銅等缺陷。阻焊層不應有起泡,脫落或變色等現(xiàn)象。阻焊層下的銅不應氧化或變色。印制板表面以及孔內無異物,非涂覆錫鉛合合金部位不應掛粘錫鉛焊料3.2焊料層厚度:印制板涂覆焊料部位的焊料厚度無統(tǒng)一標準規(guī)定。一般應以焊料涂層的可焊為原則。

Page14三.質量要求Page15

參考美國國家標準ANSI/IPC-SD-320B,其中2.102.1中涂層厚度要求Page15 參考美國國家標準ANSI/IPC-SD-32Page163.3附著力:錫鉛焊料附著力應不小于2N/mm3.4錫鉛合金成份:焊料涂覆層錫含量62~64%,余為鉛量3.5可焊性要求:使用中性焊劑,3秒內應完成潤濕Page163.3附著力:錫鉛焊料附著力應不小于2N/mPage17

四.流程及工序編排4.1無金手指板微蝕水洗預熱涂覆松香噴錫冷卻熱水洗磨刷熱水洗高壓水洗市水洗吹干Page17四.流程及工序編排4.1無金手指板微蝕水洗Page18包紅膠紙熱壓微蝕清水洗吹干預熱深覆松香噴錫冷卻吹干4.2有金手指板熱水洗市水洗除紅膠紙Page18包紅膠紙熱壓微蝕清水洗吹干預熱深覆松香噴錫冷卻Page19五.生產(chǎn)準備驗證

當發(fā)生下列情況時,必須執(zhí)行開機前準備程序,并做兩塊試板對孔徑,錫厚及PAD位錫面檢查,檢查合格后才進行生產(chǎn)1.維修及保養(yǎng)后2.工藝參數(shù)與WI不一致時3.轉換PR前或制作新PR時4.設備停止使用24小時或以上5.當使用新物料時,必須先做5塊試板由制作部員工和QC人員檢查合格才進行生產(chǎn)Page19五.生產(chǎn)準備驗證Page20六.常見缺陷及對策

Page20六.常見缺陷及對策Page21七.環(huán)境控制與工業(yè)安全

7.1環(huán)境控制7.1.1由于噴錫須在高溫環(huán)境下進行,且錫鉛在高溫下易氣化,此再毒氣化物會對人體產(chǎn)生傷害,故噴錫環(huán)節(jié)須保持抽氣良好,通風順暢.7.1.2噴錫所產(chǎn)生的廢渣,須存放于指定的