Dans le domaine defabrication de circuits imprimés, les processus de traitement de surface sont cruciaux pour garantir les performances électriques, la fiabilité mécanique et l'aptitude au traitement des cartes de circuits imprimés. Parmi elles, la technologie de pulvérisation d'étain de circuits imprimés est devenue l'une des technologies de traitement de surface les plus utilisées en raison de son excellente soudabilité, de sa résistance à l'oxydation et de ses avantages en matière de faible coût.
1, principe et principaux avantages du processus de pulvérisation d'étain
(1) Analyse des principes du processus
Le processus de pulvérisation d'étain de PCB, également connu sous le nom de nivellement à l'air chaud, est un processus d'immersion d'un PCB terminé dans un bain de soudure en étain, plomb ou alliage d'étain sans plomb-sans plomb pour recouvrir uniformément la surface et les parois des trous du circuit imprimé avec une couche de soudure. Ensuite, l'excès de soudure est soufflé à l'aide d'air chaud à grande vitesse pour former un revêtement de surface plat, uniforme et hautement soudable. Ce processus comporte trois étapes principales : l'infiltration de la soudure, l'adhésion et le nivellement à l'air chaud, qui nécessitent un contrôle précis des paramètres de température, de temps et d'air chaud pour garantir la qualité du revêtement.
(2) Des avantages technologiques importants
Excellente soudabilité : la couche d'étain pulvérisée peut isoler efficacement la surface du cuivre du contact avec l'air, empêcher l'oxydation, fournir une surface de soudage idéale pour les processus de soudage ultérieurs et réduire les risques de soudage virtuel et de soudage à froid.
Rentabilité-exceptionnelle : par rapport à des processus tels que le dépôt chimique de l'or et la galvanoplastie du nickel et de l'or, le processus de pulvérisation d'étain nécessite un investissement en équipement moindre, un flux de processus plus simple, des coûts de matières premières contrôlables et convient à une production à grande échelle.
Bonne compatibilité : convient à différents types de cartes de circuits imprimés et de conceptions, particulièrement stable dans le traitement de surface des cartes multicouches - et des cartes à ouverture dense, peut remplir efficacement les trous traversants et garantir la fiabilité des connexions électriques.
2, explication détaillée du flux du processus de pulvérisation d'étain
(1) Procédure de pré-traitement
Élimination et nettoyage de l'huile : utilisez des agents de nettoyage alcalins pour éliminer les taches d'huile, les empreintes digitales et autres polluants organiques de la surface du circuit imprimé, en garantissant que la surface en cuivre est propre et exempte d'impuretés et en améliorant l'adhérence de la soudure.
Microgravure rugueuse : en utilisant une solution de gravure acide pour graver légèrement la surface du cuivre, une structure microrugueuse est formée, ce qui augmente la zone de contact entre la soudure et la surface du cuivre et améliore l'effet mouillant.
Traitement d'activation : utilisation d'acide chlorhydrique ou d'autres activateurs pour éliminer le film d'oxyde sur la surface du cuivre, maintenant le cuivre dans un état actif et créant des conditions propices à l'infiltration de la soudure.
(2) Opération de base de la pulvérisation d'étain
Immersion dans le bain de soudure : trempez le circuit imprimé prétraité dans un bain de soudure fondu maintenu à une température de 245-265 degrés (généralement 260-275 degrés pour les processus sans plomb), avec un temps de séjour contrôlé à 3-5 secondes, pour garantir que la soudure recouvre entièrement la surface du circuit imprimé et les parois des trous.
Nivellement à l'air chaud : après avoir retiré le circuit imprimé du réservoir de soudure, utilisez immédiatement une lame à air chaud à grande vitesse (avec une vitesse de vent d'environ 60 à 80 m/s) pour souffler l'excès de soudure. La température de l'air chaud doit correspondre à la température du réservoir de soudure pour garantir que la soudure est à l'état fondu et permettre un nivellement de la surface.
(3) Étape de post-traitement
Lavage et séchage à l'eau : rincer le flux résiduel et les impuretés sur la surface du circuit imprimé avec de l'eau propre pour éviter la corrosion du circuit imprimé. Ensuite, éliminez l'humidité par air chaud ou séchage sous vide pour éviter les taches d'eau.
Inspection de qualité : L'inspection visuelle, l'observation au microscope métallographique et d'autres méthodes sont utilisées pour vérifier l'épaisseur, l'uniformité, la planéité de la surface et s'il existe des défauts tels que des ponts et des vides dans la couche pulvérisée d'étain, garantissant ainsi le respect des normes de processus.
3, contrôle des paramètres clés du processus de pulvérisation d'étain
(1) Paramètres de température
Température du réservoir de soudure : une température excessive peut entraîner une oxydation intensifiée de la soudure et une déformation du substrat du PCB ; Si la température est trop basse, la fluidité de la soudure sera mauvaise, ce qui affectera l'effet mouillant. Un ajustement précis est requis en fonction de la composition de l'alliage de soudure, et les processus sans plomb-ont des exigences de contrôle de température plus strictes.
Température de l'air chaud : La température de l'air chaud affecte directement l'effet de nivellement de la soudure. Si la température est trop élevée, la soudure peut éclabousser, et si elle est trop basse, l'excès de soudure ne peut pas être éliminé efficacement. Elle doit être ajustée en fonction de la température du réservoir de soudure.
(2) Paramètre de temps
Temps d'immersion dans l'étain : un temps d'immersion dans l'étain trop court peut entraîner une couverture de soudure insuffisante, tandis qu'un temps d'immersion trop long peut provoquer un échauffement excessif du circuit imprimé, entraînant une déformation. Le temps doit être optimisé en fonction de facteurs tels que l'épaisseur du panneau et la taille de l'ouverture.
Temps de nivellement à l'air chaud : assurez-vous que le temps d'action de l'air chaud est suffisant pour éliminer l'excès de soudure, mais il ne doit pas être trop long, afin de ne pas obtenir l'effet de nivellement une fois la soudure refroidie et solidifiée.
(3) Autres paramètres de processus
Composition de la soudure : les alliages étain-plomb courants (tels que Sn63Pb37) et les alliages sans plomb -sans plomb (tels que Sn96.5Ag3.0Cu0.5) présentent des différences en termes de point de fusion, de fluidité, de résistance à l'oxydation, etc., et une soudure appropriée doit être sélectionnée en fonction des exigences du produit.
Performances du flux : L'activité, la mouillabilité et les caractéristiques résiduelles du flux affectent l'effet mouillant de la soudure et la difficulté du nettoyage ultérieur. Il est nécessaire de choisir un type de flux approprié.
4, problèmes courants et solutions dans le processus de pulvérisation d'étain
(1) Irrégularités de la surface
Analyse des causes : une pression d'air chaud inégale, un contrôle inapproprié de la température et des impuretés excessives dans le réservoir de soudure peuvent entraîner une épaisseur incohérente de la couche de pulvérisation d'étain, entraînant des défauts tels que des irrégularités et des vagues.
Solution : nettoyez régulièrement le réservoir de soudure, calibrez l'angle et la vitesse du vent de la lame d'air chaud, optimisez la courbe de température et assurez-vous que l'air chaud est appliqué uniformément sur la surface du circuit imprimé.
(2) Blocage du trou à l'intérieur du trou
Analyse des causes : un temps d'immersion prolongé dans l'étain, une température de soudure élevée ou une activité de flux insuffisante peuvent provoquer une accumulation de soudure dans le trou, entraînant un blocage du trou.
Solution : Raccourcissez le temps d'immersion, abaissez la température de soudure, utilisez un flux de soudure plus actif et ajoutez une structure d'échappement auxiliaire à trou traversant-dans la conception du processus.
(3) Résidus de perles d’étain
Analyse des causes : une pression d'air chaud excessive, une surface de circuit imprimé sale ou une pulvérisation de flux inégale peuvent facilement provoquer des éclaboussures de soudure et former des résidus de cordons de soudure.
Solution : ajustez les paramètres de l'air chaud, renforcez le processus de nettoyage avant-traitement, optimisez le processus de pulvérisation de flux et garantissez une couverture uniforme.
5, application industrielle et tendance de développement du processus de pulvérisation d'étain
(1) Domaines largement applicables
Electronique grand public : dans des produits tels que les téléphones mobiles, les ordinateurs et les maisons intelligentes, la technologie de pulvérisation d'étain garantit un soudage des circuits imprimés à faible coût et à haute fiabilité, répondant ainsi aux besoins d'une production à grande échelle.
Équipement de communication : convient à la fabrication de circuits imprimés d'équipements de communication tels que des stations de base et des routeurs, garantissant la stabilité de la transmission du signal et la fiabilité des connexions électriques.
Contrôle industriel : dans les équipements d'automatisation industrielle et les tableaux de commande de puissance, la technologie de pulvérisation d'étain s'adapte aux environnements de travail complexes avec une bonne résistance à la corrosion et une bonne résistance mécanique.