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印制板热风整平工艺

来源:PCB资源网 作者:pcb 发布时间:2006-09-21 发表评论
热风整平工艺包括前处理、涂覆助焊剂和热风整平三部分。

关健字:热风整平

1.热风整平的前处理

印制板在进行热风整平以前的工序加工中,不可避免地使铜箔表面受汗迹和阻焊剂残余物等的污染,这样就需要进行前处理。前处理分为如下三个步骤:

第一步,除油,除酯(汗迹、油污)和除去氧化物,常用酸性除油剂;

第二步,对铜箔表面进行粗化,增大铜的比表面积,常用过硫酸钠、过硫酸铵或硫酸双氧水作粗化剂;

第三步,刷洗,清洗和烘干。

2.涂覆助焊剂
(1)助焊剂在热风整平中的作用
①改善铜箔表面状态,使熔融焊料在铜箔表面完全润湿。
②为焊料表面在贮存过程中提供防氧化的保护作用。
③助焊剂所具有的挥发性,防止了板面的过热。

由于助焊剂呈酸性,因而对板面残存的氧化层具有清洁的作用,并悬浮于焊料表面,在热风整平后被水清洗掉。

(2)对热风整平助焊剂的要求
①助焊剂必须有一定的活性,能微蚀铜,清洗铜表面,但不能减薄铜箔。
②助焊剂必须是水溶性的,并能生物降解,无毒,这样就不会造成环境污染。
③助焊剂应有一定的热稳定性要经受得住250℃左右的高温。否则在热风整平时,完全分解,不能有效保护冷却后的焊料表面。
④助焊剂应有一定的黏度,其黏度过大或过小,都不能很好活化和清洁铜表面,影响热风整平的质量。

3.热风整平
(1)热风整平的技术要求
①热风整平以后,铅一锡合金外观平整光亮,结晶细微,不应该有结瘤、起泡、凹坑、擦伤、露铜等现象出现。


②金属化孔内清洁,不允许有夹杂物,堵孔或孔内露铜现象。
③铅锡合金的厚度要均匀,焊盘上铅锡合金厚度一般控制在3~6p-m,孑L壁上铅锡合金厚度控制在6~24弘m。
④绿油(阻焊膜)不得起泡,脱落等。
⑤铅锡合金的附着力和可焊性应符合技术标准。
(2)热风整平工艺参数
①焊料温度铅的熔点为328~C,锡的熔点是232℃,铅一锡合金(比例为37:63)的熔点为183℃,热风整平的目的是在铜的表面生成铜锡合金(SnsCu。)。显然,要生成上述化合物,锡必须充分熔化,即热风整平焊料温度与锡的熔点相近。通过实验发现,控制在235℃±5℃,锡能充分熔化。
②风刀温度风刀温度对热风整平后的焊料涂层外观有影响。当风刀温度低于93~C时,整平后涂层表面发暗,只有当风刀温度大于176~C,涂层表面发暗现象才消失,风刀温度一般控制在250~C±5℃。当风量一定,体积一定时,提高风刀温度,根据波义耳定律PV—nRT,相当于提高了风刀的整平力。
③风刀压力 热风整平中,风刀的作用是吹掉印制板面上多余的焊料,使金属化孔不堵塞,也不使金属化孔孔径减少太多。风刀压力大,空气流速快,焊料涂层厚度就薄,因此风刀压力是热风整平最重要的参数之一,其一般控制范围是136~238kPa。
④浸涂的时间 浸涂的时间影响焊料涂层的质量。在浸涂期间,锡与铜生成铜锡合金,同时形成一层焊料层,这一时间过短,容易产生半润湿,使印制板的可靠性变差;若时间长了,焊料涂层较厚,太长则会导致印制板分层、起泡。一般浸涂的时间为2~4s。
⑤风刀间距风刀间距影响整平力。若风力间距过大,整平力低,使板面留有过多焊料,金属化孔孔径太小;若风力间距太小,涂层会太薄,甚至与印制板表面产生摩擦,划伤印制板。风刀间距一般控制在O.95~1.25cm。

 


⑥风刀角度 由力学分析可知,当风刀完全垂直于印制板板面,整平力最大;若与印制板板面间有一定夹角,则会产生一个与

 

印制板平行的分力,整平力降低。一般情况下,印制板两面焊料涂层厚度一样,前后风刀的角度也一样,在有些情况下需要两面焊料涂层厚度不同:元件面薄,焊接面厚。这样,前后风刀的角度就不一样了。
⑦印制板上升速度 印制板上升速度决定了整平时间,因而影响焊料涂层厚度。若上升速度快,整平时间短,焊料厚,甚至堵孔;若上升速度慢,整平时间长,焊料薄。
在有的热风整平工艺中,为了减少板子所受的热冲击,避免印制板产生分层,对印制板先进行预热(343℃,15s),使印制板而温度升至80℃左右。


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