无铅喷锡smt上锡不良的几种分析思路

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1、无铅喷锡在SMT上锡不良的几种分析思路1、无铅喷锡的历史演变：热风整平作为一种PCB焊锡面的表面处理方式在PCB行业已广泛应用了数十年，然而自WEEE(WastefromElectricalandElectronicEquipment)和ROHS(RestrictionofUseofHazardousSubstances)的先后出台，所有电子产品无铅化的转变让所有人意识到有铅制程的气数已尽。国内也于2007年6月份开始了无铅化的进程推进，无铅的表面处理方式也随之发展。于是出现了多种无铅表面处理方式：(1)化学浸

2、镍金(ENIG：ElectrolessNickelandImmersionGold)。(2)化学浸锡(I-Tin：ImmersionTin)。(3)化学浸银(I．Ag：ImmersionSliver)。(4)有机保护膜(OSP：OrganicSolderabilityPreservatives)。(5)无铅焊料热风整平(HASL：TotAirSolderLevelling)。本文重点介绍此种表面处理方法在SMT生产过程中上锡不良的几种因素及处理对策。2、无铅喷锡的工艺方法：要解决无铅喷锡在SMT生产时出现上锡不

3、良，首先得对无铅喷锡工艺有个详细的了解。下面介绍的为无铅喷锡工艺方法。无喷锡分为垂直喷锡和水平喷锡两种，其主要作用为：A、防治裸铜面氧化；B、保持焊锡性。喷锡的工艺流程为：前清洗处理→预热→助焊剂涂覆→垂直喷锡→热风刀刮锡→冷却→后清洗处理A．前清洗处理：主要是微蚀铜面清洗，微蚀深度一般在0.75-1.0微米，同时将附着的有机污染物除去，使铜面真正的清洁，和融锡有效接触，而迅速的生成IMC；微蚀的均匀会使铜面有良好的焊锡性；水洗后热风快速吹干；B．预热及助焊剂涂敷预热带一般是上下约1.2米长或4英尺长的红外加热

4、管，板子传输速度取决于板子的大小，厚度和其复杂性；‘60mil(1.5mm)板子速度一般在4.6-9.0m/min之间；板面温度达到130-160度之间进行助焊剂涂敷，双面涂敷，可以用盐酸作为活化的助焊剂；预热放在助焊剂涂布以前可以有效防止预热段的金属部分不至于因为滴到助焊剂而生锈或烧坏；C．沾锡焊锡：融锡槽中含锡量约430公斤左右，为纯锡或SN100C共熔eutectic组成的焊锡合金,温度维持在260度左右；为避免焊锡与空气接触而滋生氧化浮渣，在焊锡炉的融锡便面故意浮有一层乙二醇的油类，该油类应考虑与助焊剂

5、之间的兼容性compatible；板子通过传输轮滚动传输速度约9.1m/min,在锡炉区有三排上下滚轮，停留时间仅约2秒；前后两组滚轮之间的跨度为6英寸，滚轮长度为24英寸以上，故可以处理的板面上限为24英寸；上下风刀劲吹，上下风刀之间的间距为15-30mil，风刀与垂直方向的月呈2-5度倾斜有利于吹去孔内的锡及板面的锡堆；D．热风压力设定的相关因素：板子厚度，焊盘的间距，焊盘的外形，沾锡的厚度（垂直喷锡中为了防止风刀与已变形的板面发生刮伤，风刀与板面之间的距离相当宽，故容易造成焊盘锡面的不平）E．冷却与后清洗

6、处理：先用冷风在约1.8米的气床上由下向上吹，而将板面浮起，下表面先冷却，继续在约1.2米转轮承载区用冷风从上至下吹；清洁处理除去助焊剂残渣同时也不会带来太大的热震荡thermalshock3、无铅喷锡PCB的几个关键点：A．水平喷锡的厚度：2.54um(100mil),5.08um(200mil),7.62um(300mil),可以通过微切片测定锡厚：细抛光后用微蚀方法找出铜锡合金之间的IMC厚度，微蚀药水的简单配制：双氧水与氨水1：3的体积比微蚀10-15秒钟；IMC的厚度一次喷锡一般在6微英寸(0.32u

7、m)，2次在8个微英寸左右(0.447um)；喷锡厚度可以用x-ray荧光测厚仪测定.B．喷锡厚度与风刀的关系：焊盘上能够保留的锡厚受两种作用力因素影响：a.表面张力surfacetension决定最后平衡后的着锡厚度，焊盘的面积大时，其固化后着锡的厚度也较高b.风刀的压力；风刀压力大，最后着锡的厚度也会降低，外形较小的焊盘其表面张力通常比较大，可耐得住热风刀的推刮，故可以留下较厚的焊锡；外形较大的焊盘，表面张力较小，热风刀会刮去较多的锡，仅在焊盘末端留下较小的锡冠cresb；C．通孔壁上的锡厚：孔壁上由内层平

8、环引出或延伸者，会造成一座散热座heatsink效应，使喷上的融锡比较容易冷却固化，固锡层较厚.一般无孔内平环的镀通孔内孔内所能保持的锡厚与通孔的纵横比似乎并无明显的关联；孔拐角处锡厚约0.75微米30微英寸左右，从孔两端转拐角到孔中心，锡厚渐增；孔径的缩减量约为18-30微米，以孔中央缩小得最为显着，该处沾锡层最厚；D.喷锡完后的PCB表面俯视图：E.喷锡完后的PCB纵切面图：4、I