Di bidangpembuatan PCB, proses perawatan permukaan sangat penting untuk memastikan kinerja listrik, keandalan mekanis, dan kemampuan proses papan sirkuit. Diantaranya, teknologi penyemprotan timah PCB telah menjadi salah satu teknologi perawatan permukaan yang banyak digunakan karena kemampuan soldernya yang sangat baik, ketahanan oksidasi, dan keunggulan biaya rendah.
1, Prinsip dan keunggulan inti dari proses penyemprotan timah
(1) Analisis Prinsip Proses
Proses penyemprotan timah PCB, juga dikenal sebagai perataan udara panas, adalah proses merendam PCB yang telah selesai ke dalam timah cair atau wadah solder paduan timah-bebas timah untuk menutupi permukaan dan dinding lubang papan sirkuit secara merata dengan lapisan solder. Kemudian, kelebihan solder dihembuskan menggunakan-udara panas berkecepatan tinggi untuk membentuk lapisan permukaan yang rata, seragam, dan mudah disolder. Proses ini melibatkan tiga langkah inti: infiltrasi solder, adhesi, dan perataan udara panas, yang memerlukan kontrol suhu, waktu, dan parameter udara panas yang tepat untuk memastikan kualitas lapisan.
(2) Keunggulan teknologi yang signifikan
Kemampuan solder yang sangat baik: Lapisan timah semprot dapat secara efektif mengisolasi permukaan tembaga dari kontak udara, mencegah oksidasi, memberikan permukaan pengelasan yang ideal untuk proses pengelasan selanjutnya, dan mengurangi risiko pengelasan virtual dan pengelasan dingin.
Efektivitas-biaya yang luar biasa: Dibandingkan dengan proses seperti pengendapan kimia pada emas dan pelapisan listrik pada nikel dan emas, proses penyemprotan timah memiliki investasi peralatan yang lebih rendah, aliran proses yang lebih sederhana, biaya bahan mentah yang terkendali, dan cocok untuk produksi-skala besar.
Kompatibilitas yang baik: Cocok untuk berbagai jenis papan dan desain PCB, terutama stabil dalam perawatan permukaan papan multi-lapisan dan papan padat bukaan, dapat mengisi lubang secara efektif, dan memastikan keandalan sambungan listrik.
2, Penjelasan rinci tentang aliran proses penyemprotan timah
(1) Prosedur pra pemrosesan
Penghapusan dan pembersihan minyak: Gunakan bahan pembersih alkali untuk menghilangkan noda minyak, sidik jari, dan polutan organik lainnya dari permukaan PCB, memastikan permukaan tembaga bersih dan bebas dari kotoran, dan meningkatkan daya rekat solder.
Pengerasan etsa mikro: Dengan menggunakan larutan etsa asam untuk sedikit mengetsa permukaan tembaga, struktur kasar mikro terbentuk, yang meningkatkan area kontak antara solder dan permukaan tembaga dan meningkatkan efek pembasahan.
Perawatan aktivasi: Menggunakan asam klorida atau aktivator lainnya untuk menghilangkan lapisan oksida pada permukaan tembaga, menjaga tembaga dalam keadaan aktif dan menciptakan kondisi untuk infiltrasi solder.
(2) Operasi inti penyemprotan timah
Perendaman rendaman solder: Celupkan PCB yang sudah diolah ke dalam rendaman solder cair yang dijaga pada suhu 245-265 derajat (biasanya 260-275 derajat untuk proses bebas timah), dengan waktu tinggal dikontrol pada 3-5 detik, untuk memastikan bahwa solder menutupi seluruh permukaan papan sirkuit dan dinding lubang.
Meratakan udara panas: Setelah melepaskan PCB dari tangki solder, segera gunakan pisau udara panas berkecepatan tinggi (dengan kecepatan angin sekitar 60-80m/s) untuk menghilangkan kelebihan solder. Suhu udara panas harus sesuai dengan suhu tangki solder untuk memastikan solder dalam keadaan cair dan mencapai permukaan yang rata.
(3) Tahap pasca pemrosesan
Pencucian dan pengeringan air: Bilas sisa fluks dan kotoran pada permukaan PCB dengan air bersih untuk mencegah korosi pada papan sirkuit. Kemudian, hilangkan kelembapannya dengan udara panas atau pengeringan vakum untuk menghindari noda air.
Inspeksi kualitas: Inspeksi visual, observasi mikroskop metalografi, dan metode lainnya digunakan untuk memeriksa ketebalan, keseragaman, kerataan permukaan dan apakah ada cacat seperti penghubung dan rongga pada lapisan semprotan timah, untuk memastikan kepatuhan terhadap standar proses.
3, Kontrol parameter kunci proses penyemprotan timah
(1) Parameter suhu
Suhu tangki solder: Suhu yang berlebihan dapat menyebabkan oksidasi solder yang intensif dan deformasi substrat PCB; Jika suhunya terlalu rendah, daya alir solder akan buruk, yang akan mempengaruhi efek pembasahan. Penyesuaian yang akurat diperlukan berdasarkan komposisi paduan solder, dan proses-bebas timbal memiliki persyaratan kontrol suhu yang lebih ketat.
Suhu udara panas: Suhu udara panas secara langsung mempengaruhi efek perataan solder. Jika suhu terlalu tinggi, solder dapat terciprat, dan jika terlalu rendah, kelebihan solder tidak dapat dihilangkan secara efektif. Ini perlu disesuaikan dengan suhu tangki solder.
(2) Parameter waktu
Waktu perendaman timah: Waktu perendaman timah yang terlalu singkat dapat menyebabkan cakupan solder tidak mencukupi, sedangkan waktu perendaman yang terlalu lama dapat menyebabkan pemanasan berlebihan pada PCB, menyebabkan lengkungan dan deformasi. Waktu harus dioptimalkan berdasarkan faktor-faktor seperti ketebalan papan dan ukuran aperture.
Waktu perataan udara panas: Pastikan waktu aksi udara panas cukup untuk menghilangkan kelebihan solder, tetapi tidak boleh terlalu lama, agar tidak mencapai efek perataan setelah solder mendingin dan mengeras.
(3) Parameter proses lainnya
Komposisi solder: Paduan timah timah biasa (seperti Sn63Pb37) dan paduan bebas timbal-(seperti Sn96.5Ag3.0Cu0.5) memiliki perbedaan dalam titik leleh, kemampuan mengalir, ketahanan oksidasi, dll., dan solder yang sesuai harus dipilih sesuai dengan kebutuhan produk.
Kinerja fluks: Aktivitas, keterbasahan, dan karakteristik sisa fluks mempengaruhi efek pembasahan solder dan kesulitan pembersihan selanjutnya. Penting untuk memilih jenis fluks yang sesuai.
4, Masalah umum dan solusi dalam proses penyemprotan timah
(1) Ketidakrataan permukaan
Analisis penyebab: Tekanan udara panas yang tidak merata, kontrol suhu yang tidak tepat, dan kotoran yang berlebihan pada tangki solder dapat menyebabkan ketebalan lapisan semprotan timah tidak konsisten, sehingga mengakibatkan cacat seperti ketidakrataan dan gelombang.
Solusi: Bersihkan tangki solder secara teratur, kalibrasi sudut dan kecepatan angin pisau udara panas, optimalkan kurva suhu, dan pastikan udara panas diaplikasikan secara merata ke permukaan PCB.
(2) Penyumbatan lubang di dalam lubang
Analisis penyebab: Waktu perendaman timah yang terlalu lama, suhu solder yang tinggi, atau aktivitas fluks yang tidak mencukupi dapat menyebabkan solder menumpuk di dalam lubang, sehingga menyebabkan penyumbatan lubang.
Solusi: Persingkat waktu perendaman, turunkan suhu solder, gunakan fluks solder yang lebih aktif, dan tambahkan struktur pembuangan bantu lubang tembus dalam desain proses.
(3) Residu manik timah
Analisis penyebab: Tekanan udara panas yang berlebihan, permukaan PCB yang tidak bersih, atau penyemprotan fluks yang tidak merata dapat dengan mudah menyebabkan solder terciprat dan membentuk sisa manik solder.
Solusi: Sesuaikan parameter udara panas, perkuat proses pembersihan pra{0}}perawatan, optimalkan proses penyemprotan fluks, dan pastikan cakupannya seragam.
5, Aplikasi industri dan tren perkembangan proses penyemprotan timah
(1) Bidang yang dapat diterapkan secara luas
Barang elektronik konsumen: Pada produk seperti ponsel, komputer, dan rumah pintar, teknologi penyemprotan timah memastikan penyolderan papan sirkuit{0}}berbiaya rendah dan sangat andal, sehingga memenuhi kebutuhan produksi-skala besar.
Peralatan komunikasi: Cocok untuk pembuatan PCB peralatan komunikasi seperti stasiun pangkalan dan router, memastikan stabilitas transmisi sinyal dan keandalan sambungan listrik.
Kontrol industri: Dalam peralatan otomasi industri dan papan kontrol daya, teknologi penyemprotan timah beradaptasi dengan lingkungan kerja yang kompleks dengan ketahanan korosi dan kekuatan mekanik yang baik.