水平喷锡简介
喷锡
锡面不均匀 原因： 1）喷嘴内有不纯物或锡渣； 2）喷嘴刀口之间距不平均； 3）前风刀与后风刀不平行； 4）前后风刀高低差不平均；
措施 1）清理风刀（用风刀片清理风刀）或 更换风刀； 2）研磨风刀（每二月一次）； 3）根据后风刀水状况，调整前风刀与 后风刀平行； 4）保持后风刀固定不变，调整前风刀 高度使其平行，一般前、后风刀高 度差最多不超过16mm。
喷锡制程知识
内容(一)
噴錫又叫熱風整平。 其英文名為：Hot Air Leveling，缩 寫為HAL,是過浸助焊劑（FLUX）的作用，在 PCB板上覆蓋一層均勻平滑不中斷，有附著 力的焊錫膜，為以後的PCB板接焊或插件提 供可焊性和保證PCB板露CU部分不受損傷， 以保持其電性性能之穩定。 目前喷锡有水平和垂直两种，我司采用 后者。
焊锡点上锡不良 原因： 1）防焊印刷不良； 2）前处理不良； 3）铜面气化； 4）铜面附油脂或不洁物；
措施： 1）通知前制程改善； 2）严格管控药水浓度微蚀 SPS：30—50%，H2SO4L---3%； 3）重新过前处理，或用橡皮擦擦掉后 再喷锡； 4）刮掉后喷锡或退洗处理；
锡面沙粒状（粗糙） 原因： 1）锡槽温度不够； 2）浸锡时间不够； 3）热风温度过低；
内容(三)
喷锡流程及其说明：
前处理 烘干
喷锡 清洗
冷却
常见问题之原因 分析及处理方法
基板时常跳了轨道： 原因： 1）轨道不平行，螺丝松动； 2）轨道塞锡渣； 3）轨道距离没有调好； 4）基板周边不整；
措施： 1）目视纠正轨道后，上紧螺丝。 （正常生产，每班纠正一次）； 2）在生产前在锡槽内对导轨进行预 热，防止塞锡； 3）在导轨保持平行状态下，调整导 轨之导槽距边约保持0.5-1mm； 4）挑出重新裁边整齐后生产。
线路板板面处理——水平喷锡简介
线路板板面处理——水平喷锡简介喷锡SMOBC&HAL)作为线路板板面处理的一种最为常见的表面涂敷形式，被广泛地用于线路的生产，喷锡的质量的好坏直接会影响到后续客户生产时焊接soldering的质量和焊锡性;因此喷锡的质量成为线路板生产厂家质量控制一个重点；喷锡目前有两种：垂直喷锡和水平喷锡；喷锡的主要作用：① 防治裸铜面氧化；② 保持焊锡性；其他的表面处理的方式还有：热熔，有机保护膜OSP，化学锡，化学银，化学镍金，电镀镍金等；但是以喷锡板的性价比最好；垂直喷锡主要存在以下缺点：① 板子上下受热不均，后进先出，容易出现板弯板翘的缺陷；② 焊盘上上锡厚度不均，由于热风的吹刮力和重力的作用是焊盘的下缘产生锡垂solder sag，使SMT表面贴装零件的焊接不易贴稳，容易造成焊后零件的偏移或碑立现象tomb stoning③ 板上裸铜上的焊盘与孔壁和焊锡接触的时间较长，一般大于6秒，铜溶量在焊锡炉增长较快，铜含量的增加会直接影响焊盘的焊锡性，因为生成的IMC合金层厚度太厚，使板子的保存期大大缩短shelf life;水平喷锡大大克服以上缺陷，与垂直喷锡相比，主要有以下优点：① 融锡与裸铜接触时间较短，2秒钟左右，IMC厚度薄，保存期较长；② 沾锡时间短wetting time ,1秒钟左右；③ 板子受热均匀，机械性能保持良好，板翘少；水平喷锡的工艺流程：前清洗处理----预热----助焊剂涂覆---水平喷锡---热风刀刮锡---冷却----后清洗处理1．前清洗处理：主要是微蚀铜面清洗，微蚀深度一般在0.75—1.0微米，同时将附着的有机污染物除去，使铜面真正的清洁，和融锡有效接触，而迅速的生成IMC；微蚀的均匀会使铜面有良好的焊锡性；水洗后热风快速吹干；2．预热及助焊剂涂敷预热带一般是上下约1.2米长或4英尺长的红外加热管，板子传输速度取决于板子的大小，厚度和其复杂性；‘60mil(1.5mm)板子速度一般在4.6—9.0m/min之间；板面温度达到130—160度之间进行助焊剂涂敷，双面涂敷，可以用盐酸作为活化的助焊剂；预热放在助焊剂涂布以前可以有效防止预热段的金属部分不至于因为滴到助焊剂而生锈或烧坏；3．沾锡焊锡：融锡槽中含锡量约430公斤左右，为63/37共熔eutectic组成的焊锡合金,温度维持在260度左右；为避免焊锡与空气接触而滋生氧化浮渣，在焊锡炉的融锡便面故意浮有一层乙二醇的油类，该油类应考虑与助焊剂之间的兼容性compatible；板子通过传输轮滚动传输速度约9.1m/min,在锡炉区有三排上下滚轮，停留时间仅约2秒；前后两组滚轮之间的跨度为6英寸，滚轮长度为24英寸以上，故可以处理的板面上限为24英寸；上下风刀劲吹，上下风刀之间的间距为15—30mil，风刀与垂直方向的月呈2—5度倾斜有利于吹去孔内的锡及板面的锡堆；4．热风压力设定的相关因素：板子厚度，焊盘的间距，焊盘的外形，沾锡的厚度（垂直喷锡中为了防止风刀与已变形的板面发生刮伤，风刀与板面之间的距离相当宽，故容易造成焊盘锡面的不平），5．冷却与后清洗处理：先用冷风在约1.8米的气床上由下向上吹，而将板面浮起，下表面先冷却，继续在约1.2米转轮承载区用冷风从上至下吹；清洁处理除去助焊剂残渣同时也不会带来太大的热震荡thermal shock6．水平喷锡的厚度分为三种：2．54mm(100mil),5.08mm(200mil),7.62mm(300mil),可以通过微切片测定锡厚：细抛光后用微蚀方法找出铜锡合金之间的IMC厚度，微蚀药水的简单配制：双氧水与氨水1：3的体积比微蚀10—15秒钟；界面合金的厚度一次喷锡一般在6微英寸，2次在1.8个微英寸左右；喷锡厚度可以用x-ray荧光测厚仪测定；板子的平坦度flatness主要是板弯（bow板子长方向的翘起）和板翘（twist，板子对角线方向的翘起）；板子的尺寸变化7．喷锡厚度与风刀的关系：焊盘上能够保留的锡厚受两种作用力因素影响：a.表面张力surface tension决定最后平衡后的着锡厚度，焊盘的面积大时，其固化后着锡的厚度也较高b.风刀的压力;风刀压力大，最后着锡的厚度也会降低，外形较小的焊盘其表面张力通常比较大，可耐得住热风刀的推刮，故可以留下较厚的焊锡；外形较大的焊盘，表面张力较小，热风刀会刮去较多的锡，仅在焊盘末端留下较小的锡冠cresb;8．通孔壁上的锡厚：孔壁上由内层平环引出或延伸者，会造成一座散热座heat sink效应，使喷上的融锡比较容易冷却固化，固锡层较厚.一般无孔内平环的镀通孔内孔内所能保持的锡厚与通孔的纵横比似乎并无明显的关联；孔拐角处锡厚约0.75微米30微英寸左右，从孔两端转拐角到孔中心，锡厚渐增；孔径的缩减量约为18—30微米，以孔中央缩小得最为显著，该处沾锡层最厚；9． IMC,Flatness,及板子尺寸变化：IMC一次喷锡的厚度为6微英寸，这三个数据是检验水平喷锡温度曲线合适与否的最佳工具，三者的变化量均与温度有关，良好的IMC即eta phase的Cu6Sn5，焊锡性能良好，恶性的epsolon phase的Cu3Sn,良好的前处理有利于良好的合金层生成；恶性的epsolon phase的Cu3Sn,与喷锡时间，喷锡厚度多少正相关；板子的平坦度主要受以下因素影响：a.板厚的不同与层次的安排的对称与否，b.导体线路在板面分布是否均匀；c.班从空气中吸收水分的多少；喷锡前板子在100度下烘烤3个小时，尺寸稳定性良好，烘烤可以驱除半内的各种挥发份volatiles；喷锡前要烘烤，老化板装配前也要烘烤，以减少通孔出气会吹孔blow hole的产生;10．水平与垂直IMC厚度的比较项目水平喷锡垂直喷锡一次 6---8微英寸 12．6—17.7微英寸微米 0．32---0.447 0．152—0.27实例分析HUG最近进行了一个关于实现最佳厚度的测试，整个项目包括测试板设计、在成员工厂进行测试以及分析和公布测试结果。
喷锡工艺介绍
热风整平，俗称：喷锡，英文：Hot Air Solder Level （缩写HASL）或 Hot Air Leveling（缩写HAL）。
是印制电路板表面处理的方式之一。
它的工作原理是利用热风将印制电路板表面及孔内多余焊料去掉，剩余焊料均匀覆在焊盘及无阻焊料线条及表面封装点上。
热风整平的工艺比较简单，主要是：放板（贴镀金插头保护胶带）－热风整平前处理－热风整平－热风整平后清洗－检查。
热风整平的工艺虽然简单，但是，若想热风整平出优良合格的印制电路板还有很多的工艺条件需要掌握，例如：焊料温度，空气刀气流温度，风刀压力，浸焊时间，提升速度等等。
这些条件都有设定值，但工作时又要根据印制电路板的外在条件及加工单的要求相变化，例如：板厚，板长。
不同的单面，双面，多层板。
它们所采用的条件是有差异的，只有熟悉掌握各种工艺参数，根据印制电路板的不同类型，不同要求，耐心，细致，合理的调整机器，才能热风整平出合格的印制电路板。
在热风整平中常常会出现以下一些常见的问题根据工作经验提出了一些解决方法仅供参考。
一、热风整平抽风口滴残液，这种现象是从热风整平的抽风口向下滴流黄色液体，这种液体主要是整平时被抽风口吸入的助焊剂。
天长日久积于抽风管道内，无法排出，便顺抽风口四周滴落，滴落在什么地方都有，像热风管道，风刀口处，风刀口上保护盖滴落最多，有时，在工作中也会滴于操作员的头上，工作服上，在下班关闭抽风后滴下的残液最多，例如热熔，这些液体覆于设备上，时间久了对设备的残蚀很大。
可参考脱排油烟机的结构，在抽风口上做一个漏斗型铁丝网引流残液，可减小或解决这种情况，可以在漏斗网下端引入地沟或放入废液槽，这样做好后，残液在从抽风口向下流动的过程中，流经铁丝时，会有一大部分残液沿铁丝流下。
并且多做几个备用如腐蚀坏了可更换。
二、热风整平时戴的手套，在热风整平时通常是采用帆布手套，将一付手套套入另一付手套戴在手上进行工作，时间稍长助焊剂便浸入手套里边去了，这时手套的隔热能力就大大减小了，而且，助焊剂浸到手上对手也有一定的伤害．这种浸入了助焊剂的手套洗涤后还能再用一次，但效果不好，由于帆布变软，助焊剂浸入的速度非常快且量大，建议采用浸塑手套里面在加一个细帆布手套，关键的问题是：这种橡胶手套的大小要合适，隔热要好，而且柔软度好。
水平喷锡技术简介
助焊劑的性能要求
助焊劑由焊劑載體、活性成分和稀釋劑等組成, 其所用稀釋劑一般為異丙醇。 助焊劑選用原則:充分考慮助焊劑活性,熱穩定 性,易清洗性,以及粘度和表面張力等性能 水平噴錫專用助焊劑性能: 1.水溶性的,生物降解,無毒 2.活性要适度 3.熱穩定性,防止綠油及基材受到高溫衝擊(大 於288℃閃點,揮發性小,煙霧少) 4.要有一定的粘度 5.酸度適宜
建議使用之噴錫焊料成分
1
第四章-水平噴錫介紹 第四章 水平噴錫介紹
第一節 水平噴錫概述
1.噴錫制程在產品流程的位置 2.熱風整平原理 3.熱風整平分類 4.熱風整平特點
一.噴錫制程在產品流程的位置
1
二.熱風整平原理 熱風整平原理
熱風整平焊料涂覆HAL(Hot Air Levelling)， 俗稱噴錫 噴錫，是近几年線路板廠使用較為廣泛的 噴錫 一种后工序處理工藝，它實際上是把浸焊 熱 浸焊與熱 浸焊 風整平二者結合起來在印制板金屬化孔內和印 風整平 制導線上涂覆共晶焊料的工藝。其過程是先在 印制板上涂上助焊劑 助焊劑，隨後將印制板浸入熔融 助焊劑 的焊料 焊料(通常為63Sn37Pb的焊料)中，然後從兩片 焊料 風刀之間通過，用風刀中的熱壓縮空氣 熱壓縮空氣把印制 風刀 熱壓縮空氣 板的表面及金屬化孔內的多餘焊料吹掉,從而得 到一個平滑、均勻又光亮的焊料涂覆層 涂覆層。 涂覆層
第二節-水平噴錫制程 第二節 水平噴錫制程
1.水 平 噴 錫 工 藝 流 程 2.前處理 4.烘烤 6.水平噴錫 8.檢驗 10.去導板及膠帶 3.貼導板 5.涂助焊劑 7.拉 板 9.后處理 11.檢 驗
一.水平噴錫流程 水平噴錫流程
前處理 貼導板 烘 烤 涂助焊劑
檢 驗
冷 卻
喷锡工艺参数与流程培训
C、金 金也是一个常见的金属污染，若金手指板产量多时，更须注意控管。 若焊料接触金面，会形成另一IMC层-AuSn4。金溶入焊料的溶解度是铜的六倍对 焊接点有绝对的伤害。 有金污染的焊料表面看似结霜，且易脆。要彻底避免金的污染，可将金手指制程 放在喷锡之后，一旦金污染超过限度只能换锡。
D、锑 Antimony 锑对于焊锡和铜间的wetting亦有影响，其含量若超出0.05%，即对焊性产生不良影响
E、表13.1是一般可容许的杂质百分比，所订的数字会比较严苛，这是因为个别的污染虽有 较高的容忍度，但若同时有几个不同污染体，则有可能即使仅有容忍上限的1/2，但仍 会造成制程的不良焊锡性变差。
a、垂直式
b、水平式
1-3 热风整平工艺包括：
烤板——前处理—— 助焊剂涂覆—— 浸入熔融焊料—— 热风整
平—— 后处理
1-4助焊剂性能要求 a 热稳定性：燃点大于280℃，挥发性小， 烟雾少，对设备无腐蚀
性，即 PH为中性。 b 助焊剂活性：既能助焊，又不能对铜和焊料，造成腐蚀，以免加速
铜在熔融焊料中的溶解。 c 清洁性： 易溶于水。
d 粘度与表面张力：粘度与表面张力越小，助焊剂易流动，能充分湿 润铜表面，使焊料易与铜面生成Cu6Sn5金属化合物。粘度 与表面张力越大，将阻碍热传递 ，需较长的浸焊时间和较 高的焊料温度，若热量不够，使铜焊盘达不 到形 Cu6Sn5 的温度，而且造成润湿不良现象。
（注：助焊剂清洁不净时，可能导致以后装配焊接时产生起 泡现象） 备注：我司助焊剂液位控制要求：100-255mm
2、热风整平工艺流程
2-2 后处理流程 程序：热水刷洗 —— 毛辘擦洗 —— 三段循环水洗 —— 热风吹干 。 备注：我司热水洗温度控制要求：60±5℃，采用1000#磨刷，热
喷锡工艺介绍
喷锡工艺介绍
一、制作目的
喷锡，又称热平整平（HASL），是在铜表面上涂覆一层锡铅合金，为防止铜面被氧化，进而为后续装配制作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。
二、喷锡的流程
包红胶→冷辘→焗板→热辘→
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。
注：加框的为有金手指的喷锡板所需步骤。
三、喷锡的工艺
1．前处理：获得清洁、新鲜的焊盘。
2．预热：预热PCB，可缩短浸锡的时间，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；太低，孔内凝水喷锡不光亮或不上锡。
3．助焊剂或松香机
作用是：a.清洁铜面，降低锡铅的内聚力，使焊垫平整；
b.助焊剂为微酸性，水溶、腐蚀性低，易清洗。
c.传热介质，使熔锡与铜面迅速形成铜锡合金。
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，太高容易甩绿油或爆板，太低易出现锡面粗糙、桥接等。
风压、风温、风刀角度，行板速度也都视不同情况严格控制。
5．空气浮床的作用：冷却板子，避免焊垫有触痕。
6．后处理：清洗残留松香，热油、浮锡渣。
四、缺陷及解决方法。
铝基板系列(喷锡铝基板)
铝基板系列（喷锡铝基板）现在生产中有无铅喷锡和有铅喷锡2种，无铅喷锡已经越来越少，目前市场上流通的比较多的铝基板它的工艺是在纤维布上涂了一层胶。
那这样的铝基板，它的热阻是1.7摄氏度/W，有的还会是3.2摄氏度/W。
热阻比较高，所以它的热传导不是很好。
传热也不均匀。
不适合用在高品质，高亮度，高功率LED灯具上面。
（喷锡铝基板）认识喷锡铝基板对LED散热的影响 大家知道LED的正常工作都有一个适当的温度条件，如果超出这个温度LED的性能就会受到影响，如果不很好控制温度的话就失去了LED灯长寿命的特点。
喷锡作为铝基板板面处理的一种最为常见的表面涂敷形式，被广泛地用于线路的生产，喷锡的质量的好坏直接会影响到后续客户生产时焊接的质量和焊锡性;因此喷锡的质量成为线路板生产厂家质量控制一个重点，喷锡又称热风整帄,是将印制板浸入熔融的焊料(通常为63/37sn/pb的焊料）中,再通过热风将印制板的表面及金属化孔内的多余焊料吹掉。
喷锡目前有两种：垂直喷锡和水平喷锡；喷锡的主要作用：①防治裸铜面氧化；②保持焊锡性；其他的表面处理的方式还有：热熔，有机保护膜OSP，化学锡，化学银，化学镍金，电镀镍金等；但是以喷锡板的性价比最好；垂直喷锡主要存在以下缺点：①板子上下受热不均，后进先出，容易出现板弯板翘的缺陷；②焊盘上上锡厚度不均，由于热风的吹刮力和重力的作用是焊盘的下缘产生锡垂soldersag，使SMT表面贴装零件的焊接不易贴稳，容易造成焊后零件的偏移或碑立现象tombstoning③板上裸铜上的焊盘与孔壁和焊锡接触的时间较长，一般大于6秒，铜溶量在焊锡炉增长较快，铜含量的增加会直接影响焊盘的焊锡性，因为生成的IMC合金层厚度太厚，使板子的保存期大大缩短shelflife;水平喷锡大大克服以上缺陷，与垂直喷锡相比，主要有以下优点：①融锡与裸铜接触时间较短，2秒钟左右，IMC厚度薄，保存期较长；②沾锡时间短wettingtime,1秒钟左右；③板子受热均匀，机械性能保持良好，板翘少；水平喷锡的工艺流程：前清洗处理----预热----助焊剂涂覆---水平喷锡---热风刀刮锡---冷却----后清洗处理1．前清洗处理：主要是微蚀铜面清洗，微蚀深度一般在0.75—1.0微米，同时将附着的有机污染物除去，使铜面真正的清洁，和融锡有效接触，而迅速的生成IMC；微蚀的均匀会使铜面有良好的焊锡性；水洗后热风快速吹干；2．预热及助焊剂涂敷预热带一般是上下约1.2米长或4英尺长的红外加热管，板子传输速度取决于板子的大小，厚度和其复杂性；‘60mil(1.5mm)板子速度一般在4.6—9.0m/min之间；板面温度达到130—160度之间进行助焊剂涂敷，双面涂敷，可以用盐酸作为活化的助焊剂；预热放在助焊剂涂布以前可以有效防止预热段的金属部分不至于因为滴到助焊剂而生锈或烧坏；3．沾锡焊锡：融锡槽中含锡量约430公斤左右，为63/37共熔eutectic组成的焊锡合金,温度维持在260度左右；为避免焊锡与空气接触而滋生氧化浮渣，在焊锡炉的融锡便面故意浮有一层乙二醇的油类，该油类应考虑与助焊剂之间的兼容性compatible；板子通过传输轮滚动传输速度约9.1m/min,在锡炉区有三排上下滚轮，停留时间仅约2秒；前后两组滚轮之间的跨度为6英寸，滚轮长度为24英寸以上，故可以处理的板面上限为24英寸；上下风刀劲吹，上下风刀之间的间距为15—30mil，风刀与垂直方向的月呈2—5度倾斜有利于吹去孔内的锡及板面的锡堆；4．热风压力设定的相关因素：板子厚度，焊盘的间距，焊盘的外形，沾锡的厚度（垂直喷锡中为了防止风刀与已变形的板面发生刮伤，风刀与板面之间的距离相当宽，故容易造成焊盘锡面的不平），5．冷却与后清洗处理：先用冷风在约1.8米的气床上由下向上吹，而将板面浮起，下表面先冷却，继续在约1.2米转轮承载区用冷风从上至下吹；清洁处理除去助焊剂残渣同时也不会带来太大的热震荡thermalshock6．水平喷锡的厚度分为三种：2.54mm(100mil),5.08mm(200mil),7.62mm(300mil),可以通过微切片测定锡厚：细抛光后用微蚀方法找出铜锡合金之间的IMC 厚度，微蚀药水的简单配制：双氧水与氨水1：3的体积比微蚀10—15秒钟；界面合金的厚度一次喷锡一般在6微英寸，2次在1.8个微英寸左右；喷锡厚度可以用x-ray荧光测厚仪测定；板子的平坦度flatness主要是板弯（bow板子长方向的翘起）和板翘（twist，板子对角线方向的翘起）；板子的尺寸变化7．喷锡厚度与风刀的关系：焊盘上能够保留的锡厚受两种作用力因素影响：a.表面张力surfacetension决定最后平衡后的着锡厚度，焊盘的面积大时，其固化后着锡的厚度也较高b.风刀的压力;风刀压力大，最后着锡的厚度也会降低，外形较小的焊盘其表面张力通常比较大，可耐得住热风刀的推刮，故可以留下较厚的焊锡；外形较大的焊盘，表面张力较小，热风刀会刮去较多的锡，仅在焊盘末端留下较小的锡冠cresb;8．通孔壁上的锡厚：孔壁上由内层平环引出或延伸者，会造成一座散热座heatsink效应，使喷上的融锡比较容易冷却固化，固锡层较厚.一般无孔内平环的镀通孔内孔内所能保持的锡厚与通孔的纵横比似乎并无明显的关联；孔拐角处锡厚约0.75微米30微英寸左右，从孔两端转拐角到孔中心，锡厚渐增；孔径的缩减量约为18—30微米，以孔中央缩小得最为显著，该处沾锡层最厚；9．IMC,Flatness,及板子尺寸变化：IMC一次喷锡的厚度为6微英寸，这三个数据是检验水平喷锡温度曲线合适与否的最佳工具，三者的变化量均与温度有关，良好的IMC即etaphase的C u6Sn5，焊锡性能良好，恶性的epsolonphase的Cu3Sn,良好的前处理有利于良好的合金层生成；恶性的epsolonphase的C u3Sn,与喷锡时间，喷锡厚度多少正相关；板子的平坦度主要受以下因素影响：a.板厚的不同与层次的安排的对称与否，b.导体线路在板面分布是否均匀；c.班从空气中吸收水分的多少；喷锡前板子在100度下烘烤3个小时，尺寸稳定性良好，烘烤可以驱除半内的各种挥发份volatiles；喷锡前要烘烤，老化板装配前也要烘烤，以减少通孔出气会吹孔blowh ole的产生;10．水平与垂直IMC厚度的比较项目水平喷锡垂直喷锡一次6---8微英寸12．6—17.7微英寸微米0．32---0.4470．152—0.27喷锡铝基板是铝基板行业中的主流产品，大多数的LED灯具行业使用的普遍工艺，喷锡铝基板一般使用太阳油墨，表面很光滑，利于焊接，影响喷锡铝基板价格的因素比较多，市场上正规的喷锡铝基板一般价格在800 RMB左右，使用时务必对比各项参数指标。
喷锡技术介绍
第二節:焊點
一.金屬間的形成 當焊錫與銅板焊接在一起時,錫和銅的表面層 將形成新的化合物,它是銅/錫化合物 (Cu3Sn,Cu6Sn5),也稱為「金屬間化合物」。當 焊錫潤濕銅板時才會形成金屬間化合物,同時 它也是潤濕已發生的表示。如下圖所示
二.焊點表面清潔度和腐蝕 焊錫表面有未飽和鍵,與空氣接觸后,形成氧化物, 通常焊錫中的鉛會很快的生成氧化鉛,氧化鉛會形 成一層薄膜保護銲錫不再受氧化,但如果助焊劑有 大量的氯離子殘留在表面,其結果則完全不同。 PbO + 2HCL→PbCl2 + H2O ↓ PbCO3 + 2HCL←PbCl2 + H2O + CO2 ↓ 白色粉末狀腐蝕物
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一-結錫
風刀口堵塞 風刀壓力過小 錫流量太大 結錫 上下風刀間隙過大 風刀溫度不夠 錫鉛槽溫度過低
用厚薄規清理風刀口 調整風刀壓力 調整錫流至適當流量 調整上下風刀間隙 適當提高錫鉛槽溫度 升高風刀溫度
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二-露銅
前處理不夠 助焊劑過期 錫流量不足 露銅 銅離子含量過高 錫含量過低 抗氧化油污染 前工站徹底清洗乾凈 更換助焊劑 參照錫流量調整 作漂銅處理 添加純錫 升高風刀溫度
第二節-水平噴錫制程 第二節 水平噴錫制程
1.水 平 噴 錫 工 藝 流 程 2.前處理 4.烘烤 6.水平噴錫 8.檢驗 10.去導板及膠帶 3.貼導板 5.涂助焊劑 7.拉 板 9.后處理 11.檢 驗
一.水平噴錫流程 水平噴錫流程
前處理 貼導板 烘 烤 涂助焊劑
檢 驗
冷 卻
拉 板
水 平噴錫
2
二.熱風整平分類 熱風整平分類
1﹒水平式噴錫機 ﹒ 2﹒垂直式噴錫機 ﹒
4
三.熱風整平特點
PCB喷锡制程介绍
參、噴錫概述垂直噴錫最早出現於1970年之中期；那時之噴錫除了極少數以融蠟方式趕除恐中多餘之錫柱，其餘一律以熱風吹掉垂直起落板子孔中多餘的錫，也就是現在所賦予之新名詞『垂直噴錫』。
然而；近年來伴隨組裝零件精密性、功能性及密集性提高之故，水平噴錫變應運而生了。
垂直噴錫與水平噴錫最大的不同處乃在於板件輸送方向不同(顧名思義，水平噴錫之板件乃是水平橫向進出錫爐；而垂直噴錫乃是垂直縱向進出錫爐) 。
以下說明垂直噴錫相較水平噴錫之缺點有：1.因板子上下受熱不均，導致板翹板扭。
2.因重力之故，較易出現錫垂之現象，可能導致組裝零件接腳站不穩及裝偏之現象。
肆、流程概述一.前處理：＜pretreatment＞前處理的流程：放板輸送──微蝕段──循環水洗段──化學蝕段──複合水洗段──滾輪吸乾段──熱風烘乾段──出料輸送段──上助焊機──入料輸送段翻版機１微蝕作用：去除銅面氧化物２循環水洗作用沖淡板面殘留之微蝕劑(SPS＋H2SO4)３化學蝕作用溶解、洗淨板面殘留藥劑(H2SO4)４複合水洗作用洗淨殘酸５滾輪吸乾作用吸乾表面多餘水份〃６熱風烘乾段作用烘乾表面及孔內多餘水份〃７上助焊劑作用去除氧化及縮短浸錫時間二.噴錫：＜Hot Air Levelling＞噴錫的流程：調整軌道寬度──確認作業條件上板試噴初片檢查量產１作用：將ＰＣＢ浸在熔錫中，再以加壓熱風將板面上之孔，墊圈，長方墊及大銅面上多餘之錫吹掉。
２工作要項順序：1 依板子大小調整導軌寬度2 確認機台條件之設定3 試噴五片4 初片檢查（錫厚量測、刮傷、露銅…..）三.後處理後處理的流程：冷卻輸送──熱水洗──輕刷機──中壓複合水洗──滾輪吸乾──烘乾──中心整列──轉向收板──翻版──收板1冷卻輸送作用減低熱衝擊2熱水洗作用洗淨Flux及其他板面殘留之化學物質或污物3輕刷機作用刷淨固態污物或殘留物4中壓複合水洗加強板面清洗效果5滾輪吸乾吸乾板面多餘水份6烘乾烘乾板面多餘水份。
无铅喷锡工艺简介
五.无铅喷锡工艺控制要点.
(以垂直无铅喷锡为对象) 垂直喷锡机主要参数 喷锡机锡缸温度的恒温性 锡缸焊料的成份控制 锡厚
•垂直喷锡机主要参数
-------------板厚和层数
板上升速度--------------风刀与板间距-----------------------
-------------风刀角度 -------------风刀气压和温度
Time
•不同的合金对锡缸的腐蚀
测试方法
Heating Plate
Stainless Steel Coupons
Heating Plate
Solder
•不同的合金对锡缸的腐蚀
测试方法
X-Ray Analysis
Solder
Stainless Steel
•不同的合金对锡缸的腐蚀
测试结果
%Tin Detected on Stainless Steel Surface After 90 Minutes at 600°C*
无铅喷锡对助焊剂的要求较高,所以选用助焊剂时应充 分考虑助焊剂活性,热稳定性,易清洗性,挥发性,烟雾,以 及粘度等特性.
2.无铅喷锡一般参数
锡槽温度 : 260 度—275度 热风温度 : 300度—400度 总气压: 6bar---8bar,最好>7bar 风刀压力: 2----6bar 风刀角度 : 根据机器不同，有所差别 浸锡时间 : 2—6秒或2—3秒连喷2次(在生产中根
浸锡时间---------------------
--------------锡缸温度
•垂直喷锡机主要参数
Printed Circuit Board
Material
Dip Time (dependent on board
喷锡、熔锡、滚锡、沉锡、银及化学镍金制程术语手册
喷锡、熔锡、滚锡、沉锡、银及化学镍金制程术语手册喷锡、熔锡、滚锡、沉锡、银及化学镍金制程术语手册1、Blue Plaque 蓝纹熔锡或喷锡的光亮表面，在高温湿气中一段时间后，常会形成一薄层淡蓝色的钝化层，这是一种锡的氧化物层，称为Blue Plaque。
2、Copper Mirror Test 铜镜试验是一种对助焊剂(Flux)腐蚀性所进行鉴别的试验。
可将液态助焊剂滴在一种特殊的铜镜上(在玻璃上以真空蒸着法涂布500A厚的单面薄铜膜而成)，或将锡膏涂上，使其中所含的助焊剂也能与薄铜面接触。
再将此试样放置24 小时，以观察其铜膜是否受到腐蚀，或蚀透的情形( 见IPC-TM-650 之2.3.32节所述)。
此法也可测知其它化学品的腐蚀性如何。
3、Flux 助焊剂是一种在高温下，具有活性的化学品，能将被焊物体表面的氧化物或污化物予以清除，使熔融的焊锡能与洁净的底金属结合而完成焊接。
Flux原来的希腊文是Flow(流动)的意思。
早期是在矿石进行冶金当成"助熔剂"，促使熔点降低而达到容易流动的目的。
4、Fused Coating 熔锡层指板面的镀锡铅层，经过高温熔融固化后，会与底层铜面产生"接口合金共化物"层(IMC)，而具有更好的焊锡性，以便接纳后续零件脚的焊接。
这种早期所盛行有利于焊锡性所处理的板子，俗称为熔锡板。
5、Fusing Fluid助熔液当"熔锡板"在其红外线重熔(IR Reflow)前，须先用"助熔液"进行助熔处理，此动作类似"助焊处理"，故一般非正式的说法也称为助焊剂(Flux)前处理。
事实上"助焊"作用是将铜面氧化物进行清除，而完成焊接式的沾锡，是一种清洁作用。
而上述红外线重熔中的"助熔"作用，却是将红外线受光区与阴影区的温差，藉传热液体予以均匀化，两者功能并不相同。
喷锡培训教材
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2. 空气刀气流温度 空气刀气流温度影响焊料涂层厚度和质量，空气刀流温度低， 可能导致金属化孔堵孔；空气刀气流温度高了，能导致焊料涂层 厚度过薄。其它一些因素如层压板的类型，所采用的阻焊涂层的 类型等都可能影响空气刀气流温度的选择，一般情况下，空气刀 气流温度180~260 ℃。
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5. 前处理 使用物料：过硫酸钠（NPS）和硫酸
前处理的作用：可把线路板上铜面的氧化物及其他的污渍除去 并粗化板面，准备喷锡 作用原理： Cu+Na2S2O8 结合力。 CuSO4+Na2SO4
撰写人：王小林 日期：6/15/2003
喷锡培训教材
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内
容
1. 喷锡简介 2.工艺流程 3. 对材料的性能要求 4. 设备介绍及比较 5.工艺控制及参数 6..常见缺陷及对策 7.环境控制 8.发展及展望
喷锡培训教材
除红胶纸
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三. 对材料的性能要求
1. 助焊剂的性能要求 助焊剂由焊剂载体、活性成份（酸性、卤素类）和稀释剂等组成,选用 助焊剂考虑助焊剂活性,热稳定性、易清洗性,以及粘度和表面张力等性能 助焊剂的粘度和表面张力对焊料润湿铜面有很大影响,并且可降低焊料 与铜表面的界面张力,使焊料易与铜表面生成Cu6Sn5的金属间化合物,从而 达到良好润湿。高粘度的助焊剂降低了热传递的效率,因而需要较长的浸焊 时间和较高的焊料温度,如果热量传递不够,铜焊盘达不到形成Cu6Sn5的温 度,容易造成润湿不良的现象
热平喷纯锡培训资料
2、热风整平工艺流 程
2-1 工艺流程： 工艺流程： 预热（烤板）→ 热平整平前处理→ 预热（烤板）→ 热平整平前处理→ 热风整平 →热风整平 后处理(清洗) →出板 后处理(清洗) →出板
9
2-3 前处理流程
• 前处理流程
上工序（印字、阻焊或蚀刻）---前处理 （入料----微蚀----水洗----酸洗---压力水洗×3----吸干----吹干----涂布助焊剂 ----出料）
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4、锡缸中金属的影响
决定锡缸寿命的主要两个因素：一是铜含量，二是锡 的浓度。 1、铜 铜污染是最主要的，其产生来源是线路板表面。铜 表面在soldering(热焊接）时会产生一层IMC， 表面在soldering(热焊接）时会产生一层IMC，那是铜 在高温下扩散到soldering中形成µ 在高温下扩散到soldering中形成µ（Cu3Sn和Cu5Sn6)， Sn和 随处理面积增加，铜溶入soldering的浓度增加，它的 随处理面积增加，铜溶入soldering的浓度增加，它的 饱和点是0.8%(270 C)。但超过饱和点时，锡面就会 饱和点是0.8%(2700C)。但超过饱和点时，锡面就会 呈现颗粒粗糙，这是因为IMC的密度低于熔溶态锡， 呈现颗粒粗糙，这是因为IMC的密度低于熔溶态锡， 这样影响了锡面外观和板的焊锡性。
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风刀相关生产参数
• 1、风刀角度：前风刀角度控制在 2°~5°。后风刀角度控制在3°~8°。 • 2、风刀高度差：前风刀比后风刀高 3~15mm。 • 3、前后风刀距在12~30mm。具体情况视 PCB锡面的厚度而定。 • 4、导轨不可以与风刀相碰。至少须有 0.5~1mm的间距。
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（3）、上下风刀的角度 调节不当可能导致孔塞或孔细。 （4）、焊料液位调整 液位太低会导致露铜。 （5）、输送辘间距的调整 速度调节不当可能导致损伤板面或传 送困难。 （6）、风台马达转速 若风台马达转速太低或进风孔堵塞会 导致浮床浮力不够易擦花锡面。
HASL(喷锡)
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Multi-layer Board Manufacturing Process
HASL - 喷锡
C、贴金手指保护胶 目的在保护金手指以免渗锡，其选择很重要，要能耐热、 贴紧、不留残胶。
D、前清洁处理 主要的目的是将铜表面有机污染氧化物等去除，一般的 处理方式如下:
B、流程
HASL - 喷锡
不管是垂直喷锡或水平喷锡，正确的制造流程一样如下：
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导师：宋国平 Guoping.Song@
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课堂守则
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HASL - 喷锡
1.3锡炉中各种杂质的影响
喷锡品质的好坏，因素复杂，除上述之锡炉温度高压喷气温度以及 浸锡时间外，另一个颇为重要的因素是污染的程度。
温度与时间的控制以各种方式做监控。但是，杂质的in-line监控却 是不可能的，它是需要特殊的分析设备来做精确分析，如AA等，
槽液寿命，视铜浓度而定，所以为维持etch rate的稳定 ，可以分析铜浓度来控制添加新鲜的药液。 一般要求Cu2+浓度小于40g/l。
PCB流程-HAL
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喷锡(HASL)发展史
喷锡 HASL(Hot Air Solder Leveling)
历史 1970年代中期HASL就已发展出来。 早期制程，即所谓“滚锡”(Roll tinning)，板子输送进表 面沾有熔融态锡铅之滚轮，而将一层薄的锡铅转移至板子 铜表面。 目前仍有低层次单面硬板，或单面软板使用此种制程。
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ENTEK - 抗氧化处理
OSP（Organic Solderability Preservatives)
OSP是Organic Solderability Preservatives 的简称，称为有机保焊 膜，又称护铜剂，英文亦称之Preflux。
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喷锡制程
后清洁处理 目的是将残留的助焊剂或其由锡炉带出 之残油类物质洗除。
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所以垂直喷锡一直有热冲击板子弯翘的问题存在。虽有公司 特别设计夹具，减少其弯翘的情形，但产能却也因此减少。
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喷锡工序工艺培训教材(20201030111724)
喷锡工序工艺培训教材一、喷锡简介1.1基本概念喷锡、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。
为什么叫热风整平呢？它实际上是把浸焊和热风整平二者结合起来，在印制板金属化孔内和印制导线上涂覆共晶焊料的工艺。
其过程是先在印制板上浸上助焊剂，随后在溶融的焊料里浸涂，最后在两片风刀之间通过，用风刀中的热压缩空气把印制板上的多余焊料吹掉，同时排除金属孔内的多余焊料，从而得到一个光亮，平整，均匀的焊料涂层。
1.2特点用热风整平进行的焊料涂覆的最突出的优点是涂层组成始终保持不变，印制线路边缘可以得到完全保护。
热风整平相对其它表面处理成本较低，工艺成熟，可焊性能好，但其表面没有沉镍金和OSP平整，所以一般只应用于焊接。
热风整平技术是目前应用较为成熟的工艺，但因为其工艺处在一个高温高压的动态环境中，品质难以控制稳定。
二、喷锡流程及原理2.1流程包红胶→冷辘→焗板→热辘→入板→微蚀→水洗→干板→过松香→喷锡→浮床→热水洗→磨刷洗板→水洗→干板→出板。
注：加框的为有金手指的喷锡板所需步骤。
2.2原理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。
1．前处理：获得清洁、新鲜的焊盘。
2．干板：获得清洁，干燥的PCB，吹干板面和孔内的的水珠。
3．助焊剂或松香机作用是：a.清洁铜面，降低锡铅的内聚力，使焊垫平整；b.助焊剂为微酸性，水溶、腐蚀性低，易清洗。
c.传热介质，使熔锡与铜面迅速形成铜锡合金。
4．锡炉和风刀是的关键部分作用：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、风温、风刀角度，行板速度也都视不同情况严格控制。
5．空气浮床的作用：冷却板子，避免焊垫有触痕。
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10． 水平与垂直IMC厚度的比较
项目 水平喷锡 垂直喷锡
微英寸(一次) 6~8 12.6~17.7
微米 0.32~0.447 0.152~0.27
ห้องสมุดไป่ตู้
③ 板上裸铜上的焊盘与孔壁和焊锡接触的时间较长，一般大于6秒，铜溶量在焊锡炉增长较快，铜含量的增加会直接影响焊盘的焊锡性，因为生成的IMC合金层厚度太厚，使板子的保存期大大缩短shelf life;
水平喷锡大大克服以上缺陷，与垂直喷锡相比，主要有以下优点：
① 融锡与裸铜接触时间较短，2秒钟左右，IMC厚度薄，保存期较长；
9． IMC,Flatness,及板子尺寸变化：IMC一次喷锡的厚度为6微英寸，这三个数据是检验水平喷锡温度曲线合适与否的最佳工具，三者的变化量均与温度有关，良好的IMC即eta phase的Cu6Sn5，焊锡性能良好，恶性的epsolon phase的Cu3Sn,良好的前处理有利于良好的合金层生成；恶性的epsolon phase的Cu3Sn,与喷锡时间，喷锡厚度多少正相关；
② 沾锡时间短wetting time ,1秒钟左右；
③ 板子受热均匀，机械性能保持良好，板翘少；
水平喷锡的工艺流程：
前清洗处理----预热----助焊剂涂覆---水平喷锡---热风刀刮锡---冷却----后清洗处理
1． 前清洗处理：
主要是微蚀铜面清洗，微蚀深度一般在0。75—1。0微米，同时将附着的有机污染物除去，使铜面真正的清洁，和融锡有效接触，而迅速的生成IMC；微蚀的均匀会使铜面有良好的焊锡性；水洗后热风快速吹干；
板子的平坦度主要受以下因素影响：a.板厚的不同与层次的安排的对称与否，b。导体线路在板面分布是否均匀；c。班从空气中吸收水分的多少；喷锡前板子在100度下烘烤3个小时，尺寸稳定性良好，烘烤可以驱除半内的各种挥发份volatiles；喷锡前要烘烤，老化板装配前也要烘烤，以减少通孔出气会吹孔blow hole的产生;
2． 预热及助焊剂涂敷
预热带一般是上下约1。2米长或4英尺长的红外加热管，板子传输速度取决于板子的大小，厚度和其复杂性；‘60mil(1.5mm)板子速度一般在4。6—9。0m/min之间；板面温度达到130—160度之间进行助焊剂涂敷，双面涂敷，可以用盐酸作为活化的助焊剂；预热放在助焊剂涂布以前可以有效防止预热段的金属部分不至于因为滴到助焊剂而生锈或烧坏；
水平喷锡简介
喷锡SMOBC&HAL)作为线路板板面处理的一种最为常见的表面涂敷形式，被广泛地用于线路的生产，喷锡的质量的好坏直接会影响到后续客户生产时焊接soldering的质量和焊锡性;因此喷锡的质量成为线路板生产厂家质量控制一个重点；
喷锡目前有两种：垂直喷锡和水平喷锡；
喷锡的主要作用：
4． 热风压力设定的相关因素：板子厚度，焊盘的间距，焊盘的外形，沾锡的厚度（垂直喷锡中为了防止风刀与已变形的板面发生刮伤，风刀与板面之间的距离相当宽，故容易造成焊盘锡面的不平），
5． 冷却与后清洗处理：先用冷风在约1。8米的气床上由下向上吹，而将板面浮起，下表面先冷却，继续在约1。2米转轮承载区用冷风从上至下吹；清洁处理除去助焊剂残渣同时也不会带来太大的热震荡thermal shock
① 防治裸铜面氧化；
② 保持焊锡性；
其他的表面处理的方式还有：热熔，有机保护膜OSP，化学锡，化学银，化学镍金，电镀镍金等；但是以喷锡板的性价比最好；
垂直喷锡主要存在以下缺点：
① 板子上下受热不均，后进先出，容易出现板弯板翘的缺陷；
② 焊盘上上锡厚度不均，由于热风的吹刮力和重力的作用是焊盘的下缘产生锡垂solder sag，使SMT表面贴装零件的焊接不易贴稳，容易造成焊后零件的偏移或碑立现象tomb stoning
8． 通孔壁上的锡厚：孔壁上由内层平环引出或延伸者，会造成一座散热座heat sink效应，使喷上的融锡比较容易冷却固化，固锡层较厚。一般无孔内平环的镀通孔内孔内所能保持的锡厚与通孔的纵横比似乎并无明显的关联；孔拐角处锡厚约0。75微米30微英寸左右，从孔两端转拐角到孔中心，锡厚渐增；孔径的缩减量约为18—30微米，以孔中央缩小得最为显著，该处沾锡层最厚；
3． 沾锡焊锡：融锡槽中含锡量约430公斤左右，为63/37共熔eutectic组成的焊锡合金,温度维持在260度左右；为避免焊锡与空气接触而滋生氧化浮渣，在焊锡炉的融锡便面故意浮有一层乙二醇的油类，该油类应考虑与助焊剂之间的兼容性compatible；板子通过传输轮滚动传输速度约9。1m/min,在锡炉区有三排上下滚轮，停留时间仅约2秒；前后两组滚轮之间的跨度为6英寸，滚轮长度为24英寸以上，故可以处理的板面上限为24英寸；上下风刀劲吹，上下风刀之间的间距为15—30mil，风刀与垂直方向的月呈2—5度倾斜有利于吹去孔内的锡及板面的锡堆；
6． 水平喷锡的厚度分为三种：
2．54mm(100mil),5.08mm(200mil),7.62mm(300mil),可以通过微切片测定锡厚：细抛光后用微蚀方法找出铜锡合金之间的IMC厚度，微蚀药水的简单配制：双氧水与氨水1：3的体积比微蚀10—15秒钟；界面合金的厚度一次喷锡一般在6微英寸，2次在1。8个微英寸左右；喷锡厚度可以用x-ray荧光测厚仪测定；板子的平坦度flatness主要是板弯（bow板子长方向的翘起）和板翘（twist，板子对角线方向的翘起）；板子的尺寸变化