No campo defabricação de placas de circuito impresso, os processos de tratamento de superfície são cruciais para garantir o desempenho elétrico, a confiabilidade mecânica e a processabilidade das placas de circuito. Entre elas, a tecnologia de pulverização de estanho pcb tornou-se uma das tecnologias de tratamento de superfície amplamente utilizadas devido à sua excelente soldabilidade, resistência à oxidação e vantagens de baixo custo.
1, Princípio e principais vantagens do processo de pulverização de estanho
(1) Análise dos Princípios do Processo
O processo de pulverização de estanho da placa de circuito impresso, também conhecido como nivelamento com ar quente, é um processo de imersão de uma placa de circuito impresso completa em um banho de solda de chumbo de estanho derretido ou liga de estanho-sem chumbo para cobrir uniformemente a superfície e as paredes dos furos da placa de circuito com uma camada de solda. Em seguida, o excesso de solda é removido usando ar quente em alta-velocidade para formar um revestimento de superfície plano, uniforme e altamente soldável. Este processo envolve três etapas principais: infiltração de solda, adesão e nivelamento de ar quente, que requerem controle preciso de temperatura, tempo e parâmetros de ar quente para garantir a qualidade do revestimento.
(2) Vantagens tecnológicas significativas
Excelente soldabilidade: A camada de estanho em spray pode isolar efetivamente a superfície de cobre do contato com o ar, evitar a oxidação, fornecer uma superfície de soldagem ideal para processos de soldagem subsequentes e reduzir os riscos de soldagem virtual e soldagem a frio.
Excelente custo-efetividade: em comparação com processos como deposição química de ouro e galvanoplastia de níquel e ouro, o processo de pulverização de estanho tem menor investimento em equipamentos, fluxo de processo mais simples, custos controláveis de matéria-prima e é adequado para produção em-grande escala.
Boa compatibilidade: adequado para vários tipos de placas e designs PCB, especialmente estável no tratamento de superfície de placas multi-camadas e placas densas de abertura, pode preencher buracos com eficiência e garantir a confiabilidade da conexão elétrica.
2, explicação detalhada do fluxo do processo de pulverização de estanho
(1) Procedimento de pré-processamento
Remoção e limpeza de óleo: Use agentes de limpeza alcalinos para remover manchas de óleo, impressões digitais e outros poluentes orgânicos da superfície da placa de circuito impresso, garantindo que a superfície de cobre esteja limpa e livre de impurezas e melhorando a adesão da solda.
Rugosidade por micro-gravação: Ao usar uma solução de ataque ácido para gravar levemente a superfície do cobre, uma estrutura micro-rugosa é formada, o que aumenta a área de contato entre a solda e a superfície do cobre e aumenta o efeito de umedecimento.
Tratamento de ativação: Utilização de ácido clorídrico ou outros ativadores para remover a película de óxido da superfície do cobre, mantendo o cobre em estado ativo e criando condições para infiltração da solda.
(2) Operação central da pulverização de estanho
Imersão em banho de solda: Mergulhe a placa pré-tratada em um banho de solda derretida mantida a uma temperatura de 245-265 graus (geralmente 260-275 graus para processos sem chumbo), com um tempo de residência controlado em 3-5 segundos, para garantir que a solda cubra totalmente a superfície da placa de circuito e as paredes do furo.
Nivelamento com ar quente: depois de remover a placa do tanque de solda, use imediatamente uma faca de ar quente de alta-velocidade (com vento de cerca de 60-80 m/s) para remover o excesso de solda. A temperatura do ar quente deve corresponder à temperatura do tanque de solda para garantir que a solda esteja fundida e atingir o nivelamento da superfície.
(3) Estágio de pós-processamento
Lavagem e secagem com água: Enxágue o fluxo residual e as impurezas na superfície da placa de circuito impresso com água limpa para evitar a corrosão da placa de circuito. Em seguida, remova a umidade com ar quente ou secagem a vácuo para evitar manchas de água.
Inspeção de qualidade: Inspeção visual, observação em microscópio metalográfico e outros métodos são utilizados para verificar a espessura, uniformidade, planicidade da superfície e se há defeitos como pontes e vazios na camada de pulverização de estanho, garantindo o cumprimento dos padrões de processo.
3, controle de parâmetros chave do processo de pulverização de estanho
(1) Parâmetros de temperatura
Temperatura do tanque de solda: A temperatura excessiva pode levar à oxidação intensificada da solda e à deformação do substrato da placa de circuito impresso; Se a temperatura for muito baixa, a fluidez da solda será fraca, o que afetará o efeito de umedecimento. É necessário um ajuste preciso com base na composição da liga de solda, e os processos-sem chumbo têm requisitos de controle de temperatura mais rigorosos.
Temperatura do ar quente: A temperatura do ar quente afeta diretamente o efeito de nivelamento da solda. Se a temperatura estiver muito alta, a solda poderá respingar e, se estiver muito baixa, o excesso de solda não poderá ser removido com eficácia. Precisa ser ajustado em conjunto com a temperatura do tanque de solda.
(2) Parâmetro de tempo
Tempo de imersão em estanho: Um tempo de imersão em estanho muito curto pode resultar em cobertura insuficiente da solda, enquanto muito longo pode causar aquecimento excessivo da placa de circuito impresso, causando empenamento e deformação. O tempo deve ser otimizado com base em fatores como espessura da placa e tamanho da abertura.
Tempo de nivelamento com ar quente: Certifique-se de que o tempo de ação do ar quente seja suficiente para retirar o excesso de solda, mas não deve ser muito longo, para não atingir o efeito de nivelamento após o resfriamento e solidificação da solda.
(3) Outros parâmetros do processo
Composição da solda: Ligas comuns de estanho-chumbo (como Sn63Pb37) e ligas sem chumbo- (como Sn96.5Ag3.0Cu0.5) têm diferenças no ponto de fusão, fluidez, resistência à oxidação, etc., e a solda adequada deve ser selecionada de acordo com os requisitos do produto.
Desempenho do fluxo: A atividade, a molhabilidade e as características residuais do fluxo afetam o efeito umectante da solda e a dificuldade de limpeza subsequente. É necessário escolher um tipo apropriado de fluxo.
4, Problemas e soluções comuns no processo de pulverização de estanho
(1) Irregularidade da superfície
Análise da causa: A pressão irregular do ar quente, o controle inadequado da temperatura e o excesso de impurezas no tanque de solda podem levar a uma espessura inconsistente da camada de spray de estanho, resultando em defeitos como irregularidades e ondas.
Solução: Limpe regularmente o tanque de solda, calibre o ângulo e a velocidade do vento da faca de ar quente, otimize a curva de temperatura e garanta que o ar quente seja aplicado uniformemente na superfície da placa de circuito impresso.
(2) Bloqueio do furo dentro do furo
Análise da causa: O tempo prolongado de imersão do estanho, a alta temperatura da solda ou a atividade insuficiente do fluxo podem fazer com que a solda se acumule no furo, levando ao bloqueio do furo.
Solução: reduza o tempo de imersão, diminua a temperatura da solda, use fluxo de solda mais ativo e adicione-estrutura de exaustão auxiliar no projeto do processo.
(3) Resíduos de contas de estanho
Análise da causa: Pressão excessiva de ar quente, superfície suja da placa de circuito impresso ou pulverização irregular de fluxo podem facilmente causar respingos de solda e formação de resíduos de cordão de solda.
Solução: ajuste os parâmetros do ar quente, fortaleça o processo de limpeza pré-do tratamento, otimize o processo de pulverização de fluxo e garanta uma cobertura uniforme.
5, aplicação da indústria e tendência de desenvolvimento do processo de pulverização de estanho
(1) Campos amplamente aplicáveis
Eletrônicos de consumo: em produtos como telefones celulares, computadores e casas inteligentes, a tecnologia de pulverização de estanho garante soldagem de placas de circuito de baixo-custo e alta confiabilidade, atendendo às necessidades de produção em-grande escala.
Equipamento de comunicação: Adequado para fabricação de equipamentos de comunicação como estações base e roteadores, garantindo a estabilidade da transmissão do sinal e a confiabilidade das conexões elétricas.
Controle industrial: Em equipamentos de automação industrial e placas de controle de potência, a tecnologia de pulverização de estanho se adapta a ambientes de trabalho complexos com boa resistência à corrosão e resistência mecânica.