印制电路板(PCB)元件面上网印字符的质量缺陷跟线条和孔壁涂覆层的质量缺陷相比,虽说是非致命的,或者说是次要的,但是,它直接或间接地反映出PCB生产厂家的技术水平和从业人员的素质.因此,对终检中反映出来的丝印字符的质量缺陷加以总结,很有必要.其目的是:有的放矢地采取相关措施,来提高丝印字符的质量和减少PCB产品的不合格品率. | | |
| | 1:用洗网水洗网版或用清水打洗法(注意特别方法,效果很佳,操作错误,要重晒网,需要者可以特别传教) |
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喷锡，又称热平整平（HASL），是在铜表面上涂覆一层锡铅合金，防止铜面氧化进而为后续装配制程提供良好的焊接基地。喷锡的基本过程是焊垫通过助焊剂与高温锡形成铜锡合金（IMC），然后通过高温、高压气体达到焊垫平整的目的。包红胶→冷辘→焗板→热辘→入板→微蚀→水洗→干板→预热→过松香→喷锡→浮床→热水洗→磨刷洗板→水洗→干板→出板。11.2.2．预热：预热PCB，可缩短浸锡时间，减少热冲击，减少锡炉的温降，避免孔塞或孔小，利于较快形成IMC和上锡。预热温度一般为170-200°F，太高，易使Flux蒸发；作用是：a.清洁铜面，降低锡铅的内聚力，使焊垫平整；11.2.4． 锡炉和风刀是本机的关键部分，作用：涂覆焊锡和焊垫的整平；锡铅液表面浮盖一层高温油，作用是防止锡液氧化，增加润滑；锥形传动滚轮（行辘），避免板面触痕，锡液温度控制很严格，太高易甩绿油或爆板，太低易出现锡面粗糙、桥接等。风压、11.2.5． 空气浮床的作用：冷却板子，避免焊垫有触痕。11.2.6． 后处理：清洗残留松香，热油、浮锡渣。 | | |
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| | ③ 试着提高板子的提升速度，并核对其结果（即检查锡铅层厚度） |
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| ④ 上夹具时，板子不垂直，熔融焊料可能会流进金属孔内 | |
| | ① 加强热风整平前检查与控制，特别是加强钻孔、化学镀和电镀的工艺控制 |
| ③ 非阻焊层覆盖的表面由于刷板或者过腐蚀环氧树脂，造成树脂覆盖层破坏，形成多孔表面 | ③ 加强整平前处理工艺的控制，或选用高质量的助焊剂 |
| | ② 检查板子的存放条件，热风整平前进行除潮处理，1500C下烘2-4小时 |
| | ② 在设计时，使线路均匀分帽在板面上，地、电源采用网状图形③ 最好将热风整平后的板子平放在大理石台面上，待自然冷却后，再清洗。 |
| | ③ 加强热风整平胶处理工艺控制，避免铜表面再污染（如氧化）④ 定期分析铜含量，定期漂铜，漂铜无效时，更换焊料 |
| | ① 定期分析铜含量，定期漂铜，漂铜无效时，更换焊料② 热风整平后，及时清洗，热风吹干，存放在干燥环境中，防止氧化或被污染 |
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| | ① 提高镀铜层的延伸率，在116-1200C下，烘2小时，将改善镀铜层的韧性，提高延伸率。这可与阻焊层固化同时进行。② 镀铜槽添加剂过量，导致“鱼眼”镀层或刷板压力过大，对孔壁拐角处镀层严重损伤，应加强工艺控制③ 控制钻孔及孔化前处理工艺，防止对孔壁基材造成污染 |
化学沉银工艺是一套完整的工艺，可沉积出高性能的银镀层，具有优异的高质量产出、良好的焊接力以及长期的可靠性。 其可以在 2 – 3 分钟内在 1.5mm X 1.5mm 的焊盘上沉积出 6 – 12 uin 厚的、致密的银镀层。化学沉银工艺化学品，包括除油、微蚀、预浸以及沉银这些环节组成。前处理化学品对于最终涂层外观以及性能很重要。预浸和沉银对于最终涂层的特性至关重要。本公司可提供几种可选择的除油及蚀刻工艺化学品以满足各个独立的客户的要求。化学沉银工艺的特点：化学沉银是近年新兴起的印制板表面处理工艺，预料沉银和浸锡会成为下一代主流的表面涂覆工艺。本文概述化学沉银工艺流程、工艺参数、制程要点，质量要求等，同时结合生产实际，对沉银工艺影响因素，常见问题及解决方法阐述了自己的实践应用体会。酸性除油:
M401酸性除油剂:10% v/v
98%H2SO4:5% v/v
T:35-45℃; t:2-3min
水洗二次;
微蚀:
50%H2O2:10% v/v
98%H2SO4:3.5% v/v
H2O2稳定剂M101:5% v/v
T:室温 t:1min
水洗二次;
浸酸:
98%H2SO4:5% v/v
T:室温 t:30s
水洗二次;
预浸:
Ag48:100% v/v
T:室温 t:30s
PH:3.5-4.5
化学沉银:
Ag58:100%v/v
T:25-40℃ t:2-3min
去离子水洗三次;
吸干,吹干,烘干(70℃热风);
沉银组分的分析方法:
银离子浓度的分析方法:
原子吸收光谱(AA)法:
14.3化验:请参阅各种原子吸收光谱仪的使用说明,以银标准液为参照物,测定沉银液中银离子的浓度.
容量滴定法:
14.4: 试剂:0.01N碘化钾(KI),亚硝酸钾(KNO2),浓硝酸,淀粉指示剂;b:分析方法:
用移液管准确吸取5.0ml沉银工作液于250ml烧瓶中;
加25ml去离子水并摇匀;
加1ml浓硝酸并摇匀;
加0.5g亚硝酸钾搅拌到溶解;
加3.5ml淀粉指示剂;
用0.01N碘化钾溶液滴定至第一次颜色转变为终点,体积为V(毫升);
14.4.1:计算:
银含量(g/l)=1.079V/5
沉银溶液中铜离子浓度的分析方法(建议用原子光谱法AA法):
请参阅原子吸收光谱仪的使用说明,并以1mg/L或2mg/L的标准铜溶液为参照测定沉银溶液中Cu2+的浓度.
沉银溶液的维护:
通常只需定期分析沉银液中的浓度,然后按照银离子浓度降低的数值加入Ag58补充液,即可补充银离子和其他组分,要补加1.0g/L的银(或1.5g/L的AgNO3),只需加入200ml/L Ag58补充液即可,Ag58沉银液可用到4个MTO(即补充4g/L或6g/L硝酸银)后更新,或者用至溶液中Cu2+浓度达到3g/L时更新.
当Ag58溶液更新时,Ag48预浸液也必须同时更新.
14.5沉银层的性能:
14.5.1.1. 沉银层的焊接性能(Solderability)
可焊性测试是在DAGE-BT 2400PC焊球剪切试验机(Solder ball shear techine)上进行.镀后的样品,先涂布Saparkle Flux WF-6050助焊剂,然后放上0.5mm的焊料球,在回流焊(Reflow)机上熔化一次,焊球则焊接在样品上.再放入焊球剪切试验机上,用移动臂将焊球推离焊接点,同时记录扒离越牢,可焊性越好.
在155℃烘烤不同时间后的可焊性
烘烤时间(h) BAIKAL银层 M公司银层 沉镍沉金 | | | |
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| 据露铜面积大小确定沉银时间，一般不超过度。30秒。 |
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14.7.1:·54·胛I=7联合体墓《电子电路与贴装》2002年第7、8期实践表明：最终客户希望的银层厚度为O．1一O．3m，有的客户要求0．15~0．051xm，如上述图表的分析，达到上述厚度通常沉银液中含Ag为1．0—1．5g／l，槽液温度42~2~C，浸渍时间为30~10秒。①银厚的测量有两种手段：X—Ray机测量、重量法检测。a．取15cmxl5cm基板一片(需先行去除表面防锈层)。b．自除油段开始跑至微蚀后纯水洗完取出，(注意：尽可能以板边取拿，不要碰触铜面)。d．上述测试片再从预浸槽投入至沉银后段全部流程完取出。w：(精密至小数点后四位数)。计算：沉银厚度=(1w】)×系数×1．42弹位：micron)注：系数=预图(面积单位：cm)①只针对水气因素烘烤时，则时间与温度愈小愈好，不超过122~C、2h，而且板与板之间应以铝片加以覆盖，以防银面氧化。②浸银成品板因翘曲度不合格，需作烘烤时，温度≤150~C，时间≤2h，同样板与板之间应以铝片加以覆盖，以防银面氧化。五常见问题与解决方法由于沉银层对环境极敏感，沉银板用途广，且表观要求严。因此，沉银生产中遇到问题颇多，在我们一年来生产实践中，常见问题及解决方法有以下几个方面：(见上表)六质量要求及性能测试14.7.3外观要求：①无发黄发黑、露铜、银面损伤等缺陷：②银白色均匀一致。②组装性：对各种助焊剂兼容性强，沉银层可经受5次热冲击；14.7.5:沉银厚度：通常0．1—0．3p,m，某些客户要求0．15±0．051xm。七总结化学沉银作为一种新的涂覆层工艺比热风整平、OSP工艺有其一定的优势，它使用成本低，操作简单，质量稳定，环境污染小，且加工出的产品有出色的外观特性及可焊性。此种工艺可在垂直溶液槽及水平传送线进行，适用于各大小PCB生产商。陶从前面论述可以看出，陶瓷基覆铜板是根据电力电子模块电路的要求进行了不同的功能设计，从而形成了许多品种和规格的系列产品。这里主要介绍以Al2O3陶瓷-Cu板（100~600μm）进行直接键合的陶瓷基覆铜板，因为此种规格是目前生产规模最大，应用范围最广，应用效果最好的一种产品。瓷基覆铜板性能要求与标准15.1、Al2O3-----DBC的制作
Al2O3-DBC就是指采用Al2O3陶瓷片与铜板在高温和惰性气体中直接键合而成的陶瓷基覆铜板。其制作流程为：这里所使用的Al2O3瓷片一般是指Al2O3含量96%，适用于薄膜电路或厚膜电路的电子陶瓷片经特殊加工处理而成。15.2、Al2O3-DBC的制作的键合机理
在高温下含氧量一定的气氛中，金属铜表面氧化形成一薄层Cu2O,温度高于低共熔点时，出现Cu-Cu2O共晶液相，其中的Cu2O相与Al2O3陶瓷有着良好的亲和性，使界面能降低，共晶液相能很好地润湿铜和陶瓷。同时液相中的Cu2O与Al2O3发生化学反应冷却后通过Cu-Al-O化学键，Cu2O与Al2O3陶瓷牢固键合在一起。在Cu2O与金属接触的另一端，以Cu-O离子键将Cu2O与铜层紧密联接起来，但是这一层的键合力与Cu2O/Al2O3反应键合相比要小一些。从拉脱试验中可以看出，当铜层拉离了瓷体，在陶瓷上留下粉红色岛状的Cu2O晶粒。15.3、Al2O3-DBC覆铜板的性能要求
15.3.1 铜导带和Al2O3陶瓷基片在高温适合的气氛中直接键合，具有较高的导热性。热导率为:14~28W/m.K.
15.3.2 DBC的热膨胀系数同于Al2O3基片（7.4x10-6/℃），与Si相近并和Si芯片相匹配，可以把大型Si芯片直接搭乘在铜导体电路上，省去了传统模块中用钼片等过渡层。
15.3.3 由于DBC制作主要以化学键合为主，所以键合强度十分高，拉脱强度大于50N/mm2，剥离强度大于9N/mm。
15.3.4 基板耐可焊接性好，使用温度高。传统PCB一般在260℃ 60s左右，DBC成型温度在1000℃左右，在260℃可以多次焊接，-55~+88范围内长期使用具有优异的热可靠性。
15.3.5 可以利用传统PCB制作工艺设备进行精细线路的加工制作。具有通用性，适宜于大批量生产。
15.3.6 引线和芯片可焊性好。
15.3.7 不会产生金属迁移。
15.3.8 耐电压高（15kY/mm）
15.3.9 绝缘层电阻率高（一般大于1x10 14Ω.mm）。导电层铜电路的电阻率极其低（2.5x10-6Ω.mm），电流通过时发热。
15.3.10 导电层100~600/μm，可根据电路模块设计任意的大电流。
15.3.11 导电铜电路的电阻率极其低（2.5x10-6Ω.mm），电流通过时发热。
15.3.12 高频损耗小（tanδ<10-3），可进行高频电路的设计和组装。
15.3.13 可进行高密度组装，实现短、小、轻、薄化。
15.3.14 不含有机组分，耐宇宙射线，在航天航空方面可靠性高，使用寿命长。
15.3.15 导体铜具有极好的可塑性，可进行大面积模块组装。15.4、Al2O3-DBC的性能指标及标准
陶瓷基覆铜板（DBC）在耐热性、散热性、耐宇宙射线、绿色环保性以及高低温循环老化试验方面的优异性能是传统覆铜板无法比拟的。从文献查阅看，国外目前还没有一个统一完整的标准，甚至与各个企业的生产标准相关报道也十分稀少。我国目前制定的最完整最权威的标准是国营第704厂制订，经中国电子技术标准化研究所评审确认的企业军用标准。该标准是根据常规覆铜板的一些性能要求并参考借鉴铜箔（电解铜箔或压延铜箔）、陶瓷基片（厚膜电路和薄膜电路用电子陶瓷基片）等相关标准以及陶瓷覆铜板的具体加工特点，规格尺寸等进行制订的。表4-6是陶瓷覆铜板主要性能及指标一览表。15.5、其他氧化物DBC
由于各种氧化物陶瓷的化学性能、物质结构不尽相同。因此，高温下生成共晶熔，继而生产345 的过程存在着一定的差异。选择MgO,CaO,ZnO,2MgO.SiO2,BaTiO3,TiO2,SiO2,ZrO2,AIN,BN,SiC进行与Cu-Al2O3一样的键合，结果表明:TiO2,SiO2,ZrO2等陶瓷能与铜形成牢固的键合，剥离强度都在10N/mm以上;ZnO,2MgO.SiO2,BaTiO3陶瓷与铜也键合良好，但键合力要小一些，约在9N/mm；而MgO,CaO,AIN,BN,SiC则不能直接形成键合。15.6、影响铜陶瓷键合的因素
（一）陶瓷的化学键性的影响
实验结果表明，铜与大多数金属氧化物陶瓷及其盐类能形成良好的键合。一般来说，这些陶瓷都是离子键较强的化合物。Cu-Cu2O共晶熔体在高温下对氮化铝陶瓷的润湿性较差，与氮化铝陶瓷属共价键化合物有着很大的关系。Al-N间很强的共价键以及共价键极强的方向性，使氮化铝陶瓷具有良好的化学稳定性，高温下难以与金属及其氧化物发生化学反应。因而，可以推断共价键性较强的陶瓷（如AIN,BN,SiC等陶瓷）不能与铜形成直接键合，必须有一层氧化物相作为过渡层。金属氧化物因其组成结构以及元素的化学性能上的差别，可分为酸性氧化（如TiO2,ZrO2,MoO3,Sb2O3等）、碱性氧化物（如BaO,BeO,MgO,CaO,ZnO,Cu2O等）和两性氧化物（如Al2O3）。对于共晶熔体中的Cu2O属于碱性氧化物，因此，可以推断共晶熔体对一些酸性及两性氧化物陶瓷有着良好的化学亲和性，而对一些碱性较强的氧化物（如MgO,CaO）湿润性能力较差。实验表明在键合工艺下铜层可与石英玻璃以及TiO2,ZrO2陶瓷牢固粘合在一起，键合后剥离强度都大于10N/m。而对于MgO,Cao陶瓷在键合温度下保温足够长的时间仍不能与铜层形成键合。对于一些碱性较弱的金属氧化物如ZnO陶瓷则可以与铜键合在一起,Cu-ZnO陶瓷键合强度的测试表明剥离强度在90N/cm; 左右，与Al2O3,TiO2,SiO2等陶瓷相比键合力要小一些。尽管Cu-Cu2O共晶熔体对一些碱性较强的金属氧化物陶瓷的润湿性较差，但当其中引入一些酸性氧化物形成偏于中性的盐类时（如硅酸镁、钛酸钡等）则润湿性大为改观。实验也表明了铜与2MgO.SiO2,BaTiO3陶瓷能形成良好键合，但与铜-TiO2,SiO2陶瓷键合相比键合力稍小一些。15.7:Cu2O与氧化物陶瓷低共熔点的影响
尽管在铜>陶瓷键合的温度下，Cu2O与大多数氧化物陶瓷还没能形成低共熔相，但如果键合温度与这一低温度较接近时可以增强陶瓷表面的活性，更好地促进Cu-Cu2O共晶熔体对陶瓷的湿润。表4-4列出了Cu2O与其他氧化物陶瓷形成低共熔点的温度。从表中可以看出Al2O3,ZrO2,SiO2和Cr2O3陶瓷与Cu2O形成低共熔相的温度不是很高，铜_陶瓷键合的温度（约1080℃左右）比较接近，有的甚至低于这一温度（如SiO2）。因而在键合的工艺条件下Cu2O与陶瓷晶粒的界面之间已有很大的活性,Cu-Cu2O共晶熔体能很好地湿润陶瓷，冷却后形成牢固的键合。而Cu2O与MgO陶瓷之间由于形成低共熔点的温度要高得多，因而在相对较低的温度下不易形成键合。15.8:氧化物结构的影响
键合时铜_陶瓷界面发生微观结构的变化或进行化学反应，不可缺少的因素就是在界面间发生原子迁移。当Cu2O与Al2O3陶瓷发生化学反应时，其中的铜元素通过扩散将渗透到Al2O3陶瓷晶格中，形成Cu-Al-O键（尽管这一反应层很薄），从而形成牢固的化学键合。因此，铜能否与其他氧化物陶瓷形成键合，与键合时氧化物的结构是否便于铜元素的扩散将有一定的关系。外来原子在晶体中的扩散主要是通过置换和填隙这两种方式进行的。而置换方式要求两个金属离子的尺寸相近，离子半径相差应小于15%。对于Cu+离子的半径为0.95x10-10m比一般的金属离子半径要大，不易形成置换式固溶。各种金属的离子半径见表4-7。主要是以填隙方式进入晶格的间隙中。形成填隙固溶体的能力与基质的晶体结构有关。在面心立方结构的MgO中，能利用的填隙位置仅仅是4个氧离子包围的四面体的位置。而在金红石结构的TiO2中通常有空着的八面体间隙；萤石结构中（如ZrO2）有八重配位的较大间隙，在一些网状硅酸盐结构中间隙位置更大。因此在键合条件下，铜较易于与TiO2,SiO2,ZrO2等氧化物陶瓷形成键合，而与MgO陶瓷键合比较困难.版权声明：本文信息版权归原作者所有来源，不代表本平台观点，仅为分享使用，如涉及版权与信息错误问题，敬请联系我们更正或删除。谢谢！
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