ในด้านของการผลิตพีซีบีกระบวนการปรับสภาพพื้นผิวมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการรับรองประสิทธิภาพทางไฟฟ้า ความน่าเชื่อถือทางกล และความสามารถในการแปรรูปของแผงวงจร ในหมู่พวกเขา เทคโนโลยีการพ่นดีบุก PCB ได้กลายเป็นหนึ่งในเทคโนโลยีการรักษาพื้นผิวที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย เนื่องจากมีความสามารถในการบัดกรีที่ยอดเยี่ยม ความต้านทานต่อการเกิดออกซิเดชัน และข้อได้เปรียบด้านต้นทุนที่ต่ำ
1 หลักการและข้อดีหลักของกระบวนการพ่นดีบุก
(1) การวิเคราะห์หลักการกระบวนการ
กระบวนการพ่นดีบุก PCB หรือที่เรียกว่าการปรับระดับอากาศร้อน เป็นกระบวนการจุ่ม PCB ที่เสร็จสมบูรณ์แล้วลงในตะกั่วดีบุกหลอมเหลวหรืออ่างบัดกรีโลหะผสมดีบุกปลอดสารตะกั่ว- เพื่อปกปิดพื้นผิวและผนังรูของแผงวงจรอย่างสม่ำเสมอด้วยชั้นบัดกรี จากนั้น โลหะบัดกรีส่วนเกินจะถูกเป่าออกไปโดยใช้ลมร้อน-ความเร็วสูงเพื่อสร้างพื้นผิวที่เรียบ สม่ำเสมอ และสามารถบัดกรีได้สูง กระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับสามขั้นตอนหลัก: การแทรกซึมของโลหะบัดกรี การยึดเกาะ และการปรับระดับอากาศร้อน ซึ่งต้องมีการควบคุมอุณหภูมิ เวลา และพารามิเตอร์อากาศร้อนอย่างแม่นยำ เพื่อให้มั่นใจในคุณภาพการเคลือบ
(2) ข้อได้เปรียบทางเทคโนโลยีที่สำคัญ
ความสามารถในการบัดกรีที่ดีเยี่ยม: ชั้นสเปรย์ดีบุกสามารถแยกพื้นผิวทองแดงออกจากการสัมผัสอากาศได้อย่างมีประสิทธิภาพ ป้องกันการเกิดออกซิเดชัน ให้พื้นผิวการเชื่อมที่เหมาะสำหรับกระบวนการเชื่อมในภายหลัง และลดความเสี่ยงของการเชื่อมเสมือนจริงและการเชื่อมด้วยความเย็น
ต้นทุนที่โดดเด่น-ประสิทธิผล: เมื่อเปรียบเทียบกับกระบวนการต่างๆ เช่น การสะสมทางเคมีของทองและการชุบนิกเกิลและทองด้วยไฟฟ้า กระบวนการพ่นดีบุกมีการลงทุนในอุปกรณ์น้อยกว่า การไหลของกระบวนการง่ายกว่า ต้นทุนวัตถุดิบที่ควบคุมได้ และเหมาะสำหรับ-การผลิตขนาดใหญ่
ความเข้ากันได้ดี: เหมาะสำหรับบอร์ด PCB และการออกแบบประเภทต่างๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งความเสถียรในการเตรียมพื้นผิวของบอร์ดหลายชั้น{0}}และบอร์ดที่มีรูรับแสงหนาแน่น สามารถอุดรูทะลุได้อย่างมีประสิทธิภาพ และรับประกันความน่าเชื่อถือในการเชื่อมต่อทางไฟฟ้า
2 คำอธิบายโดยละเอียดเกี่ยวกับการไหลของกระบวนการพ่นดีบุก
(1) ขั้นตอนก่อนการประมวลผล
การกำจัดและทำความสะอาดน้ำมัน: ใช้สารทำความสะอาดที่เป็นด่างเพื่อขจัดคราบน้ำมัน รอยนิ้วมือ และมลพิษอินทรีย์อื่นๆ ออกจากพื้นผิว PCB เพื่อให้มั่นใจว่าพื้นผิวทองแดงสะอาดและปราศจากสิ่งสกปรก และเพิ่มการยึดเกาะของโลหะบัดกรี
การกัดหยาบด้วยการกัดระดับไมโคร: ด้วยการใช้สารละลายกัดกรดเพื่อกัดผิวทองแดงเล็กน้อย จะทำให้เกิดโครงสร้างหยาบระดับไมโคร ซึ่งจะเพิ่มพื้นที่สัมผัสระหว่างโลหะบัดกรีและพื้นผิวทองแดง และเพิ่มเอฟเฟกต์การทำให้เปียก
การบำบัดการเปิดใช้งาน: การใช้กรดไฮโดรคลอริกหรือตัวกระตุ้นอื่น ๆ เพื่อกำจัดฟิล์มออกไซด์บนพื้นผิวทองแดง ทำให้ทองแดงอยู่ในสถานะแอคทีฟและสร้างสภาวะสำหรับการแทรกซึมของบัดกรี
(2) การดำเนินงานหลักของการพ่นดีบุก
การแช่อ่างบัดกรี: จุ่ม PCB ที่ผ่านการบำบัดแล้วลงในอ่างบัดกรีหลอมเหลวซึ่งคงไว้ที่อุณหภูมิ 245-265 องศา (โดยปกติคือ 260-275 องศาสำหรับกระบวนการไร้สารตะกั่ว) โดยมีการควบคุมเวลาพักอยู่ที่ 3-5 วินาที เพื่อให้แน่ใจว่าบัดกรีครอบคลุมพื้นผิวของแผงวงจรและผนังรูทั้งหมด
การปรับระดับอากาศร้อน: หลังจากถอด PCB ออกจากถังบัดกรีแล้ว ให้ใช้มีดลมร้อนความเร็วสูง-ทันที (ด้วยความเร็วลมประมาณ 60-80 เมตร/วินาที) เพื่อเป่าบัดกรีส่วนเกินออก อุณหภูมิของอากาศร้อนควรตรงกับอุณหภูมิของถังบัดกรีเพื่อให้แน่ใจว่าบัดกรีอยู่ในสถานะหลอมเหลวและได้ระดับพื้นผิว
(3) ขั้นตอนหลังการประมวลผล
การล้างและการทำให้แห้งด้วยน้ำ: ล้างฟลักซ์ที่ตกค้างและสิ่งสกปรกบนพื้นผิวของ pcb ด้วยน้ำสะอาดเพื่อป้องกันการกัดกร่อนของแผงวงจร จากนั้นไล่ความชื้นออกด้วยลมร้อนหรือการทำให้แห้งด้วยสุญญากาศเพื่อไม่ให้เกิดคราบน้ำ
การตรวจสอบคุณภาพ: การตรวจสอบด้วยสายตา การสังเกตด้วยกล้องจุลทรรศน์โลหะ และวิธีการอื่นๆ ใช้ในการตรวจสอบความหนา ความสม่ำเสมอ ความเรียบของพื้นผิว และมีข้อบกพร่อง เช่น การเชื่อมต่อและช่องว่างในชั้นสเปรย์ดีบุกหรือไม่ เพื่อให้มั่นใจว่าเป็นไปตามมาตรฐานกระบวนการ
3, การควบคุมพารามิเตอร์หลักของกระบวนการพ่นดีบุก
(1) พารามิเตอร์อุณหภูมิ
อุณหภูมิของถังบัดกรี: อุณหภูมิที่มากเกินไปอาจนำไปสู่การออกซิเดชันที่เข้มข้นขึ้นของการบัดกรีและการเสียรูปของพื้นผิว PCB หากอุณหภูมิต่ำเกินไป ความสามารถในการไหลของโลหะบัดกรีจะลดลง ซึ่งจะส่งผลต่อผลการทำให้เปียก จำเป็นต้องมีการปรับที่แม่นยำโดยอิงตามองค์ประกอบของโลหะผสมบัดกรี และกระบวนการ-ไร้สารตะกั่วก็มีข้อกำหนดในการควบคุมอุณหภูมิที่เข้มงวดมากขึ้น
อุณหภูมิอากาศร้อน: อุณหภูมิอากาศร้อนส่งผลโดยตรงต่อผลการปรับระดับของการบัดกรี หากอุณหภูมิสูงเกินไป โลหะบัดกรีอาจกระเด็น และหากอุณหภูมิต่ำเกินไป โลหะบัดกรีส่วนเกินจะไม่สามารถกำจัดออกได้อย่างมีประสิทธิภาพ จำเป็นต้องปรับร่วมกับอุณหภูมิของถังบัดกรี
(2) พารามิเตอร์เวลา
เวลาในการแช่ดีบุก: เวลาในการแช่ดีบุกที่สั้นเกินไปอาจส่งผลให้การบัดกรีครอบคลุมไม่เพียงพอ ในขณะที่นานเกินไปอาจทำให้ PCB ได้รับความร้อนมากเกินไป ซึ่งนำไปสู่การบิดงอและการเสียรูป เวลาควรได้รับการปรับให้เหมาะสมโดยพิจารณาจากปัจจัยต่างๆ เช่น ความหนาของบอร์ดและขนาดรูรับแสง
เวลาปรับระดับอากาศร้อน: ตรวจสอบให้แน่ใจว่าเวลาดำเนินการด้วยลมร้อนเพียงพอที่จะขจัดโลหะบัดกรีส่วนเกิน แต่ไม่ควรนานเกินไป เพื่อไม่ให้บรรลุผลในการปรับระดับหลังจากที่โลหะบัดกรีเย็นลงและแข็งตัว
(3) พารามิเตอร์กระบวนการอื่น ๆ
องค์ประกอบของบัดกรี: โลหะผสมตะกั่วดีบุกทั่วไป (เช่น Sn63Pb37) และโลหะผสมไร้สารตะกั่ว- (เช่น Sn96.5Ag3.0Cu0.5) มีจุดหลอมเหลว ความสามารถในการไหล ความต้านทานต่อออกซิเดชัน ฯลฯ แตกต่างกัน และเลือกสารบัดกรีที่เหมาะสมตามความต้องการของผลิตภัณฑ์
ประสิทธิภาพของฟลักซ์: กิจกรรม ความสามารถในการเปียก และลักษณะการตกค้างของฟลักซ์ส่งผลต่อผลการทำให้โลหะบัดกรีเปียก และความยากในการทำความสะอาดในภายหลัง จำเป็นต้องเลือกฟลักซ์ประเภทที่เหมาะสม
4 ปัญหาและแนวทางแก้ไขทั่วไปในกระบวนการพ่นดีบุก
(1) ความไม่สม่ำเสมอของพื้นผิว
การวิเคราะห์สาเหตุ: แรงดันลมร้อนไม่สม่ำเสมอ การควบคุมอุณหภูมิที่ไม่เหมาะสม และสิ่งสกปรกที่มากเกินไปในถังบัดกรีอาจทำให้ชั้นสเปรย์ดีบุกมีความหนาไม่สม่ำเสมอ ส่งผลให้เกิดข้อบกพร่อง เช่น ความไม่สม่ำเสมอและคลื่น
วิธีแก้ไข: ทำความสะอาดถังบัดกรีเป็นประจำ ปรับเทียบมุมและความเร็วลมของมีดลมร้อน ปรับเส้นโค้งอุณหภูมิให้เหมาะสม และตรวจสอบให้แน่ใจว่าลมร้อนถูกนำไปใช้กับพื้นผิว PCB อย่างเท่าเทียมกัน
(2) การอุดตันของรูภายในรู
การวิเคราะห์สาเหตุ: การแช่ดีบุกเป็นเวลานาน อุณหภูมิของสารบัดกรีสูง หรือมีกิจกรรมฟลักซ์ไม่เพียงพออาจทำให้สารบัดกรีสะสมในรู นำไปสู่การอุดตันของรู
วิธีแก้ไข: ลดระยะเวลาในการแช่ ลดอุณหภูมิของบัดกรี ใช้ฟลักซ์การบัดกรีที่ใช้งานมากขึ้น และเพิ่ม-โครงสร้างไอเสียเสริมของรูในการออกแบบกระบวนการ
(3) เศษลูกปัดดีบุก
การวิเคราะห์สาเหตุ: แรงดันลมร้อนที่มากเกินไป พื้นผิว PCB ที่ไม่สะอาด หรือการพ่นฟลักซ์ที่ไม่สม่ำเสมอ อาจทำให้โลหะบัดกรีกระเด็นและก่อตัวเป็นเม็ดบีดบัดกรีตกค้างได้ง่าย
วิธีแก้ไข: ปรับพารามิเตอร์ลมร้อน เพิ่มความแข็งแกร่งให้กับกระบวนการทำความสะอาดก่อน- เพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการพ่นฟลักซ์ และรับประกันความครอบคลุมที่สม่ำเสมอ
5 การประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมและแนวโน้มการพัฒนากระบวนการพ่นดีบุก
(1) สาขาที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย
เครื่องใช้ไฟฟ้า: ในผลิตภัณฑ์ต่างๆ เช่น โทรศัพท์มือถือ คอมพิวเตอร์ และบ้านอัจฉริยะ เทคโนโลยีการพ่นดีบุกช่วยให้มั่นใจได้ว่าการบัดกรีแผงวงจรมีต้นทุนต่ำ-และมีความน่าเชื่อถือสูง โดยตอบสนองความต้องการ-การผลิตขนาดใหญ่
อุปกรณ์สื่อสาร: เหมาะสำหรับการผลิต PCB ของอุปกรณ์สื่อสาร เช่น สถานีฐานและเราเตอร์ เพื่อให้มั่นใจถึงความเสถียรของการส่งสัญญาณและความน่าเชื่อถือของการเชื่อมต่อไฟฟ้า
การควบคุมทางอุตสาหกรรม: ในอุปกรณ์ระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมและแผงควบคุมกำลัง เทคโนโลยีการพ่นดีบุกจะปรับให้เข้ากับสภาพแวดล้อมการทำงานที่ซับซ้อน โดยมีความต้านทานการกัดกร่อนและความแข็งแรงทางกลที่ดี