تكنولوجيا تسوية الهواء الساخن PCB

تكنولوجيا تسوية الهواء الساخن PCB

تعد تقنية تسوية الهواء الساخن تقنية ناضجة نسبيًا ، ولكن نظرًا لأن عمليتها تتم في بيئة ديناميكية ذات درجة حرارة عالية وضغط عالي ، فمن الصعب التحكم في الجودة والاستقرار. ستقدم هذه الورقة بعض الخبرة في التحكم في عملية تسوية الهواء الساخن.

طلاء اللحام بالهواء الساخن HAL (المعروف باسم رش القصدير) هو نوع من تكنولوجيا معالجة ما بعد المعالجة المستخدمة على نطاق واسع من قبل مصانع لوحات الدارات الكهربائية في السنوات الأخيرة. إنها في الواقع عملية تجمع بين اللحام بالغمس والتسوية بالهواء الساخن لتغطية اللحام سهل الانصهار في الفتحة المعدنية للوحة المطبوعة والأسلاك المطبوعة. تتمثل العملية أولاً في غمس اللوح المطبوع مع التدفق ، ثم غمسه في طلاء اللحام المنصهر ، ثم المرور بين سكيني الهواء ، مع وجود الهواء المضغوط الساخن في سكين الهواء لتفجير اللحام الزائد على اللوحة المطبوعة ، و تخلص من اللحام الزائد في الفتحة المعدنية ، وذلك للحصول على طلاء لحام لامع ومسطح وموحد.

تتمثل المزايا الأكثر بروزًا لتسوية الهواء الساخن لطلاء اللحام في أن تركيبة الطلاء تظل دون تغيير ، ويمكن حماية حواف الدائرة المطبوعة تمامًا ، ويمكن التحكم في سمك الطلاء بواسطة سكين الرياح ؛ الطلاء والنحاس الأساسي يصنعان روابط معدنية ، قابلية جيدة للتبلل ، قابلية لحام جيدة ، مقاومة التآكل جيدة جدًا أيضًا. كعملية ما بعد للوحة المطبوعة ، تؤثر مزاياها وعيوبها بشكل مباشر على مظهر اللوحة المطبوعة ومقاومة التآكل وجودة اللحام للعميل. كيفية التحكم في عمليتها ، أكثر قلقا بشأن مشكلة مصنع لوحات الدارات الكهربائية. نتحدث هنا عن التحكم في عملية تسوية الهواء الساخن العمودي الأكثر استخدامًا لبعض الخبرة.

ن ãاختيار واستخدام التدفق

التدفق المستخدم لتسوية الهواء الساخن هو تدفق خاص. وتتمثل وظيفتها في تكييف الهواء الساخن في تنشيط السطح النحاسي المكشوف على اللوحة المطبوعة ، وتحسين قابلية بلل اللحام على سطح النحاس ؛ تأكد من أن سطح الصفائح لا يسخن ، ويوفر الحماية للحام لمنع أكسدة اللحام عند تبريده بعد التسوية ، ومنع اللحام من الالتصاق بطبقة مقاومة اللحام لمنع اللحام من التجسير بين الوسادات ؛ ينظف التدفق المستنفد سطح اللحام ، ويتم تفريغ أكسيد اللحام جنبًا إلى جنب مع التدفق المستهلك.

يجب أن يكون للدفق الخاص المستخدم لتسوية الهواء الساخن الخصائص التالية:

1、يجب أن يكون ذا تدفق قابل للذوبان في الماء وقابل للتحلل البيولوجي وغير سام.

التدفق القابل للذوبان في الماء سهل التنظيف ، وأقل بقايا على السطح ، ولن يشكل تلوثًا أيونيًا على السطح ؛ يمكن التخلص من التحلل البيولوجي ، دون معالجة خاصة ، لتلبية متطلبات حماية البيئة ، يتم تقليل الضرر الذي يلحق بجسم الإنسان بشكل كبير.

2、لديها نشاط جيد

من حيث التفاعل ، القدرة على إزالة طبقة الأكسيد من سطح النحاس لتحسين قابلية بلل اللحام على سطح النحاس ، عادة ما يتم إضافة المنشط إلى اللحام. عند الاختيار ، يجب مراعاة النشاط الجيد ، ولكن أيضًا لمراعاة الحد الأدنى من تآكل النحاس ، والغرض من ذلك هو تقليل قابلية ذوبان النحاس في اللحام ، وتقليل أضرار الدخان التي تلحق بالمعدات.

ينعكس نشاط التدفق بشكل أساسي في سعة القصدير. لأن المادة الفعالة التي يستخدمها كل تدفق ليست هي نفسها ، فإن نشاطها ليس هو نفسه. تدفق عالي النشاط ، وسادات كثيفة ، وبقع وغيرها من القصدير الجيد ؛ على العكس من ذلك ، فمن السهل الظهور على سطح ظاهرة النحاس المكشوف ، كما ينعكس نشاط المادة الفعالة في سطوع سطح القصدير ونعومته.

3、الاستقرار الحراري

منع الزيت الأخضر والمواد الأساسية من تأثير درجات الحرارة المرتفعة.

4、للحصول على لزوجة معينة.

يتطلب تسوية الهواء الساخن من أجل التدفق درجة معينة من اللزوجة ، وتحدد اللزوجة سيولة التدفق ، من أجل جعل سطح اللحام والصفائح محميًا بالكامل ، يجب أن يكون للتدفق لزوجة معينة ، ومن السهل الالتصاق بالسطح. من الصفيح (المعروف أيضًا باسم القصدير المعلق) ، ويسهل إنتاج الجسور في الأماكن الكثيفة مثل IC.

5、حموضة مناسبة

من السهل أن تتسبب الحموضة العالية للتدفق قبل رش اللوح في تقشير حافة طبقة مقاومة اللحام ، ومن السهل أن تتسبب لوحة الرش بعد بقاياها لفترة طويلة في أكسدة سطح القصدير. قيمة PH التدفق العام هي 2. 5-3. خمسة أو نحو ذلك.

ينعكس الأداء الآخر بشكل أساسي في تأثير المشغلين وتكاليف التشغيل ، مثل الرائحة الكريهة ، والمواد عالية التقلب ، والدخان ، ومنطقة طلاء الوحدة ، ويجب اختيار الشركات المصنعة على أساس التجربة.

أثناء التجربة ، يمكن اختبار الأداء التالي ومقارنته واحدًا تلو الآخر:

1.     التسطيح ، السطوع ، ثقب التوصيل أم لا

2. النشاط: حدد لوحة دائرة رقعة كثيفة دقيقة ، واختبر قدرتها على القصدير.

3. لوحة الدائرة المطلية بالتمويه لمنع 30 دقيقة ، بعد الغسل بشريط اختبار تجريد الزيت الأخضر.

4. بعد رش اللوح ، ضعه لمدة 30 دقيقة واختبر ما إذا كان سطح القصدير يصبح أسود.

5. بقايا بعد التنظيف

6. يتم توصيل بت IC الكثيف.

7. لوحة واحدة (لوح ألياف زجاجية ، إلخ) على ظهر القصدير المعلق.

8. الدخان ،

9. تقلب حجم الرائحة ، سواء لإضافة أرق

10. لا توجد رغوة عند التنظيف

.

ن ãالتحكم واختيار معلمات عملية تسوية الهواء الساخن

تتضمن معلمات عملية تسوية الهواء الساخن î £ درجة حرارة اللحام ، ووقت اللحام الغاطس ، وضغط سكين الهواء ، ودرجة حرارة سكين الهواء ، وزاوية سكين الهواء ، وتباعد سكين الهواء ، وسرعة ارتفاع PCB ، وما إلى ذلك سوف يناقش تأثير معلمات العملية هذه على جودة السبورة المطبوعة.

1. وقت غمر القصدير:

وقت الترشيح له علاقة كبيرة بجودة طلاء اللحام. أثناء اللحام بالغمر ، يتم تشكيل طبقة من المركب المعدني î ° IMC بين القاعدة النحاسية والقصدير في اللحام ، ويتم تشكيل طبقة لحام على السلك. تستغرق العملية المذكورة أعلاه عمومًا من 2 إلى 4 ثوانٍ ، وفي هذا الوقت يمكن أن تشكل مركبًا بين معدنيًا جيدًا. كلما طال الوقت ، زاد سمك اللحام. ولكن وقتًا طويلاً جدًا سيجعل المادة الأساسية للوحة المطبوعة تتراكم طبقات وفقاعات الزيت الأخضر ، والوقت قصير جدًا ، ومن السهل إنتاج ظاهرة شبه غمر ، مما ينتج عنه أبيض من الصفيح المحلي ، بالإضافة إلى سهولة إنتاج سطح القصدير الخام.

2.درجة حرارة خزان القصدير:

اللحام الشائع المستخدم في ثنائي الفينيل متعدد الكلور والمكونات الإلكترونية هو سبيكة الرصاص 37 / القصدير 63 ، والتي لها نقطة انصهار تبلغ 183℃. تكون القدرة على تكوين مركبات بين المعادن بالنحاس صغيرة جدًا عند درجات حرارة اللحام بين 183℃و 221℃. في 221℃، يدخل اللحام منطقة الترطيب ، والتي تتراوح من 221℃إلى 293℃. بالنظر إلى أنه من السهل إتلاف اللوحة عند درجة حرارة عالية ، لذلك يجب تحديد درجة حرارة اللحام بدرجة أقل قليلاً. من الناحية النظرية ، وجد أن 232℃هي درجة حرارة اللحام المثلى ، وعمليًا ، 250℃هي درجة الحرارة المثلى.

3. ضغط سكين الهواء:

يبقى الكثير من اللحام على ثنائي الفينيل متعدد الكلور الملحوم بالغمس ويتم حظر جميع الثقوب المعدنية تقريبًا بواسطة اللحام. تتمثل وظيفة سكين الرياح في تفجير اللحام الزائد وإجراء الفتحة المعدنية ، دون تقليل حجم الثقب المعدني كثيرًا. يتم توفير الطاقة المستخدمة لهذا الغرض من خلال ضغط سكين الرياح ومعدل التدفق. كلما زاد الضغط ، كلما كان معدل التدفق أسرع ، كلما كان طلاء اللحام أرق. لذلك ، يعد ضغط الشفرة أحد أهم معايير تسوية الهواء الساخن. عادة ما يكون ضغط سكين الرياح 0. 3-0. 5 ميجا باسكال.

يتم التحكم في الضغط قبل وبعد سكين الرياح بشكل عام ليكون كبيرًا في المقدمة وصغيرًا في الخلف ، وفرق الضغط هو 0. 5 ميجا باسكال. وفقًا لتوزيع الشكل الهندسي على اللوحة ، يمكن ضبط ضغط سكين الهواء الأمامي والخلفي بشكل مناسب لضمان أن موضع IC مسطح وأن الرقعة لا تحتوي على نتوءات. الرجوع إلى دليل المصنع لقيمة محددة.

4. درجة حرارة سكين الهواء:

الهواء الساخن المتدفق من سكين الهواء له تأثير ضئيل على اللوحة المطبوعة وتأثير ضئيل على ضغط الهواء. لكن رفع درجة الحرارة داخل الشفرة يساعد على تمدد الهواء. لذلك ، عندما يكون الضغط ثابتًا ، فإن زيادة درجة حرارة الهواء يمكن أن توفر حجم هواء أكبر ومعدل تدفق أسرع ، وذلك لإنتاج قوة تسوية أكبر. درجة حرارة سكين الهواء لها تأثير معين على مظهر طلاء اللحام بعد التسوية. عندما تكون درجة حرارة سكين الرياح أقل من 93℃، يصبح سطح الطلاء داكنًا ، ومع زيادة درجة حرارة الهواء ، يميل الطلاء الداكن إلى التقليل. في 176℃، اختفى المظهر المظلم تمامًا. لذلك ، فإن أدنى درجة حرارة لسكين الرياح لا تقل عن 176℃. عادة من أجل تحقيق تسطيح جيد لسطح القصدير ، يمكن التحكم في درجة حرارة سكين الهواء بين 300℃- 400℃.

5. تباعد سكين الهواء:

عندما يترك الهواء الساخن في سكين الهواء الفوهة ، يتباطأ معدل التدفق ، وتتناسب درجة التباطؤ مع مربع المسافة بين سكين الهواء. لذلك ، كلما زاد التباعد ، انخفضت سرعة الهواء ، وانخفضت قوة التسوية. التباعد بين ريش الهواء بشكل عام هو 0. 95-1. 25 سم. يجب ألا يكون التباعد بين سكين الرياح صغيرًا جدًا ، وإلا سيكون هناك احتكاك على اللوحة المطبوعة î وهو أمر غير جيد لسطح اللوحة. عادةً ما يتم الاحتفاظ بالمسافة بين الشفرات العلوية والسفلية عند حوالي 4 مم ، وتكون كبيرة جدًا عرضة لتناثر اللحام.

6. زاوية سكين الهواء:

تؤثر الزاوية التي تنفخ فيها الشفرة على اللوحة على سمك طلاء اللحام. إذا لم يتم ضبط الزاوية بشكل صحيح ، فسيكون سمك اللحام على جانبي اللوحة المطبوعة مختلفًا ، وقد يحدث أيضًا تناثر اللحام المنصهر والضوضاء. يتم ضبط معظم زاوية سكين الهواء الأمامي والخلفي إلى 4 درجات للإمالة للأسفل ، ويتم تعديلها قليلاً وفقًا لنوع اللوحة المحدد وزاوية التوزيع الهندسي لسطح اللوحة.

7. سرعة ارتفاع اللوحة المطبوعة:

متغير آخر متعلق بتسوية الهواء الساخن هو السرعة التي تمر بها الشفرات بينها ، السرعة التي يرتفع بها جهاز الإرسال ، مما يؤثر على سمك اللحام. سرعة بطيئة ، المزيد من ضربات الهواء على اللوحة المطبوعة ، وبالتالي فإن اللحام رقيق. على العكس من ذلك ، فإن اللحام سميك جدًا ، أو حتى يسد الثقوب.

8. التسخين المسبق لدرجة الحرارة والوقت:

الغرض من التسخين المسبق هو تحسين نشاط التدفق وتقليل الصدمة الحرارية. درجة حرارة التسخين العامة هي 343℃. عند التسخين المسبق لمدة 15 ثانية ، يمكن أن تصل درجة حرارة سطح اللوحة المطبوعة إلى حوالي 80℃. بعض التسوية بالهواء الساخن بدون عملية التسخين المسبق.

ثلاثة ، التوحيد سمك طلاء اللحام

سماكة اللحام المغطى بتسوية الهواء الساخن موحدة بشكل أساسي. ولكن مع تغيير هندسة الأسلاك المطبوعة ، يتغير أيضًا تأثير التسوية لسكين الرياح على اللحام ، وبالتالي يتغير أيضًا سمك طلاء اللحام لتسوية الهواء الساخن. عادةً ما يكون السلك المطبوع موازيًا لاتجاه التسوية ، وتكون مقاومة الهواء صغيرة ، وقوة التسوية كبيرة ، وبالتالي يكون الطلاء رقيقًا. السلك المطبوع عموديًا على اتجاه التسوية ، ومقاومة الهواء كبيرة ، وتأثير التسوية صغير ، وبالتالي يكون الطلاء أكثر سمكًا ، كما أن طلاء اللحام في الفتحة المعدنية غير متساوٍ. من الصعب للغاية الحصول على سطح صفيح موحد ومسطح تمامًا لأن اللحام يتم رفعه فورًا من فرن قصدير عالي الحرارة في بيئة ديناميكية ذات ضغط مرتفع ودرجة حرارة عالية. ولكن من خلال تعديل المعلمات يمكن أن يكون سلسًا قدر الإمكان.

1. اختر تدفق النشاط الجيد ولحام

الجريان هو العامل الرئيسي في نعومة سطح القصدير. يمكن أن يحصل التدفق مع النشاط الجيد على سطح صفيح أملس ومشرق وكامل نسبيًا.

يجب أن يختار اللحام سبيكة قصدير الرصاص ذات النقاوة العالية ، وأن يقوم بانتظام بمعالجة تبييض النحاس للتأكد من أن محتوى النحاس هو صفر. أقل من 03٪ من عبء العمل ونتائج الاختبار.

2. تعديل المعدات

سكين الهواء هو عامل مباشر لضبط تسطيح سطح القصدير. زاوية سكين الهواء ، وتغير ضغط سكين الهواء وفرق الضغط قبل وبعد ، ودرجة حرارة سكين الهواء ، ومسافة سكين الهواء (المسافة العمودية ، والمسافة الأفقية) وسرعة الرفع سيكون لها تأثير كبير على السطح. بالنسبة لأنواع الألواح المختلفة ، فإن قيم المعلمات الخاصة بهم ليست هي نفسها ، في بعض التقنيات المتقدمة لآلة رش القصدير المجهزة بحاسوب دقيق ، أنواع الألواح المختلفة من المعلمات المخزنة في الكمبيوتر من أجل الضبط التلقائي.

يتم تنظيف سكين الهواء وسكة التوجيه بانتظام ، ويتم تنظيف بقايا فجوة سكين الهواء كل ساعتين. عندما يكون الإنتاج كبيرًا ، ستزداد كثافة التنظيف.

3. المعالجة

Microetching له أيضًا تأثير كبير على تسطيح سطح القصدير. إذا كان عمق النقش الدقيق منخفضًا جدًا ، فمن الصعب على النحاس والقصدير تكوين مركبات النحاس والقصدير على السطح ، مما يؤدي إلى خشونة سطح القصدير المحلي. يؤدي المثبت الضعيف في محلول النقش الدقيق إلى سرعة نقش النحاس السريعة وغير المتساوية ، كما يتسبب أيضًا في عدم تساوي سطح القصدير. يوصى عمومًا بنظام APS.

بالنسبة لبعض أنواع الألواح ، يلزم أحيانًا المعالجة المسبقة لألواح الخبز ، والتي سيكون لها أيضًا تأثير معين على تسوية القصدير.

الصورة

4. التحكم قبل العملية

نظرًا لأن تسوية الهواء الساخن هي المعالجة الأخيرة ، فإن العديد من العمليات السابقة سيكون لها تأثير معين عليها ، مثل التطوير غير النظيف سيؤدي إلى حدوث عيوب في القصدير ، وتعزيز التحكم في العملية السابقة ، ويمكن أن يقلل بشكل كبير من مشاكل تسوية الهواء الساخن.