热空气焊料流平(HASL)过程中裸露铜的分析

Dec. 09, 2021   |   1503 views

热风整平是将印刷电路板浸入熔融焊料(63Sn/37Pb)中,然后用热风吹掉印刷电路板表面和金属化孔中多余的焊料,以获得光滑、均匀、明亮的焊料涂层。热风整平后,印刷电路板表面的铅锡合金涂层应光亮、均匀、完整,具有良好的可焊性,无球化、无半湿、无裸露铜。热空气整平后焊盘和金属化孔表面的铜暴露是成品检验中的一个重要缺陷。这是热风调平返工的常见原因之一。造成这个问题的原因有很多,包括以下几点。

1.预处理不足,粗化不良。

PCB热风整平预处理工艺的质量对热风整平的质量有很大的影响。在此过程中,必须完全去除焊盘上的油渍、杂质和氧化层,为浸锡提供新鲜的可焊铜表面。目前,较为常用的预处理工艺是机械喷涂。首先,硫酸过氧化氢微蚀刻,微蚀刻后酸洗,然后喷水冲洗,热风干燥,立即喷涂助焊剂和热风整平。无论类型和批次如何,预处理不良造成的铜暴露都会同时大量发生。铜暴露点通常分布在整个板表面,尤其是边缘。用放大镜观察预处理后的电路板,会发现焊盘上有明显的残留氧化斑点和污渍。如果出现类似情况,应对微蚀刻溶液进行化学分析,检查第二次酸洗溶液,调整溶液浓度,更换因使用时间长而污染严重的溶液,并检查喷雾系统是否畅通。适当延长处理时间也可以提高处理效果,但应注意过度腐蚀现象。返工后的电路板经热风整平后,处理线在5%盐酸溶液中处理,以去除表面的氧化物。

2.焊盘表面不干净,有残留的阻焊层污染焊盘。

目前,大多数制造商使用全板丝网印刷液体光敏阻焊油墨,然后通过曝光和显影去除多余的阻焊层,以获得时间阻焊图案。在这个过程中,预干燥过程控制不善、温度过高、时间过长都会给开发带来困难。阻焊膜上是否有缺陷,显影剂的成分和温度是否正确,显影速度是否正确,即显影点是否正确,喷嘴是否堵塞,喷嘴压力是否正常,水洗是否良好。任何一种情况都会在垫子上留下残留物。例如,由于负片形成的暴露铜通常是规则的,并且在同一点上。在这种情况下,使用放大镜可以在暴露的铜上找到阻焊物质的痕迹。在PCB设计中,应设立一个岗位,在固化过程之前检查图形和金属化孔,以确保发送到下一道工序的印刷电路板的焊盘和金属化孔清洁无阻焊油墨残留。

3.通量活动不足

助焊剂的作用是提高铜表面的润湿性,保护层压板表面免受过热,并为焊料涂层提供保护。如果助焊剂活性不够,铜表面润湿性不好,焊料就不能完全覆盖焊盘。铜暴露现象与不良预处理相似。延长预处理时间可以减少铜暴露现象。电流通量几乎都是酸性通量,其中含有酸性添加剂。如果酸度过高,铜咬会严重,导致焊料中铜含量高,铅和锡粗糙;如果酸度过低,活性较弱,会导致铜暴露。如果铅锡浴中的铜含量较大,应及时去除铜。工艺技术人员选择稳定可靠的焊剂对热风平层有重要影响。优良的焊剂是热风平流质量的保证。