CN110324980B - 一种沉金加喷锡手指两种不同表面处理pcb板的加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种沉金加喷锡手指两种不同表面处理PCB板的加工方法，包括阻焊文字、文字印碳油盖住锡手指、沉金、退碳油、沉金位置印较软的蓝胶、蓝胶外加贴高温保护膜、喷锡及去除喷锡蓝胶和高温膜、成型和后工序。本工艺可制成品质优良的PCB板，在印完较软的蓝胶后在外面加贴一层高温保护膜，保证耐高及保护板面，成本和效率及品质都可以得到提升，改善到印较软的回流焊蓝胶+外贴高温保护膜要少2次蓝胶，但需增加一次贴高温膜，实际可以减少1次，高温保护膜成本要比喷锡蓝胶成本要低，大大减少了成本，对PCB板进行全面检测，有利于提高了对PCB板的生产质量，控温合理，提高了对PCB板的烘烤质量。

Description

一种沉金加喷锡手指两种不同表面处理PCB板的加工方法
技术领域
本发明涉及表面处理技术领域，尤其涉及一种沉金加喷锡手指两种不同表面处理PCB板的加工方法。
背景技术
印制板从单层发展到双面、多层和挠性，并且仍旧保持着各自的发展趋势。由于不断地向高精度、高密度和高可靠性方向发展，不断缩小体积、减少成本、提高性能，使得印制板在未来电子设备的发展工程中，仍然保持着强大的生命力。
综述国内外对未来印制板生产制造技术发展动向的论述基本是一致的，即向高密度，高精度，细孔径，细导线，细间距，高可靠，多层化，高速传输，轻量，薄型方向发展，在生产上同时向提高生产率，降低成本，减少污染，适应多品种、小批量生产方向发展。印制电路的技术发展水平，一般以印制板上的线宽，孔径，板厚/孔径比值为代表。
正常流程为正常PCB流程做阻焊，阻焊后流程有差异，先流程为阻焊文字后---文字印碳油盖住锡手指---沉金---退碳油---沉金位置印喷锡蓝胶2次---喷锡及去除喷锡蓝胶—成型—后工序(与正常一致)，此工艺在喷锡后撕蓝胶会导致掉阻焊桥，5mil或以下的桥位报废50％以上，而且对PCB板检测不全面，不利于提高了对PCB板的生产质量，进行烘烤时，控温不合理，降低了对PCB板的生产质量，无法避免元件插入PCB后引脚将孔内锡膏推出，产生火柴头现象，造成孔内锡量不足。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的此工艺在喷锡后撕蓝胶会导致掉阻焊桥，5mil或以下的桥位报废50％以上，而且对PCB板检测不全面，不利于提高了对PCB板的生产质量，进行烘烤时，控温不合理，降低了对PCB板的生产质量，无法避免元件插入PCB后引脚将孔内锡膏推出，产生火柴头现象，造成孔内锡量不足的缺点，而提出的一种沉金与喷锡手指两种表面处理工艺。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种沉金加喷锡手指两种不同表面处理PCB板的加工方法，具体包括以下步骤：
S1、阻焊文字：对PCB板进行阻焊文字处理；
S2、文字印碳油盖住锡手指：然后用文字印碳油盖住锡手指；
S3、沉金：然后进行沉金处理；
S4、退碳油：然后进行退碳油，随着沉锡工艺在PCB)31]工过程中的导入，沉锡过程中常出现焊盘边缘掉油不良，主要掉油区域为铜面上焊盘边缘，脱油主要表现为焊盘边缘油墨被药水攻击，使用3M胶带拉扯，被攻击油墨部分拉扯后脱落；
S5、沉金位置印较软的蓝胶：在沉金位置印较软的蓝胶，印蓝胶只能一面一面印，且印一次需150度烤10分钟；
S6、蓝胶外加贴高温保护膜：在印完较软的蓝胶后在外面加贴一层高温保护膜；
S7、喷锡及去除喷锡蓝胶和高温膜：然后喷锡及去除喷锡蓝胶和高温膜；
S8、成型：然后通过设备加工成型；
S9、后工序：然后进入下一步工序。
优选的，在S1中，阻焊文字前需要进行油墨Y与PCB板结合力，测试方法使用国际通用规范IPC.TM.650中有详细规定，此处不做赘述。
优选的，在S4中，在退碳油后需要对PCB板进行检测，检测包括水膜破裂试验、微蚀速率测试、表观检查和粗糙度检查；
水膜破裂试验：用于检测前处理后板面的清洁度，水膜破裂时间一般要求大于30S，而经过磨刷+喷砂+棕化+微蚀后的水破时间达到80s以上；
微蚀速率测试：因上述流程长，去铜量大，如管控不当极易造成铜厚不足；故生产前需确认微蚀速率，根据微蚀速率调整其作用参数，具体测试步骤是：
(1)取7gmX7cm的1.6mm厚双面铜箔板，面积记为S(cm2)；
(2)放入烘炉中，在90℃一100℃烘30min；
(3)在防潮瓶内冷却至室温，用分析天平称重W1(克)；
(4)随生产板浸入生产线内的除油缸中，并于微蚀缸后取出(保证浸蚀时间跟生产板一致)，微蚀时间记为t(分钟)；
(5)用水清洗后于烘炉中90℃～100℃烘30min；
(6)在防潮瓶中冷却至室温，用分析天平称重W2(克)；
(7)计算：蚀铜速率(pm/min)＝10000
(W1W2)/(8.92X2XS×t)；
表观检查：通过扫描电镜放大5000X进行观察，通过观察铜面的粗化形貌判断处理的效果；
粗糙度检查：使用机械探针式量测法进行量测粗糙度；棕化后的表面粗糙度大于机械磨刷和微蚀后的表面粗糙度。
优选的，在S8中，依据是根据锡膏、PCB材质、热敏感元件和贵重元件的热性能参数来综合考虑；实测表明，PCB板的底部焊点与元件表面之间有3～5度的温差，通孔内因焊锡较多需要更多的热能，又因为此类元件较大，需要的热量较多，造成元件底部焊点和通孔内的焊点升温较慢；如OSP表面处理PCB底面使用预上锡的方式，因底部焊盘已预上锡，二次回流时液化温度会高一些，使用上下温区的回流炉，在允收制程窗口内，可以适当的提高下温区回流区的温度，下温区回流温度比上温区回流区温度略高5～10度。
优选的，在S1中，阻焊文字时，PCB板阻焊后焊点质量的检查与普通的表面贴装元件有些不同，此类元件检查焊点质量主要看两处：通孔被填满的程度及焊料球形区域外围浸润性；IPC-A-610E电子组件的可接受性规定：理想的通孔再流焊点应该达到100％或至少75％的填充率；焊料外围浸润性的最低条件是焊料球和外围浸润都需要检查，对于底面引脚的焊点可通过外观检查，理想焊点的要求是焊点形态饱满符合相关规定，焊点表面360°充分润湿引脚与焊盘之间的焊锡连接形成圆润的弯月形焊点，且焊点周围干净，无锡珠或助焊剂残留；对于顶面隐藏在元件本体下面的引脚和通孔焊点，目视方法无法检查，则只能采用X-RAY进行检测，但这种方法只能用于抽检；试验时还可以抽取样品进行切片分析，检查焊点的内部结构和焊接情况；在使用前期还需要对使用的工艺参数进行验证，确保生产过程的稳定性，有条件的可引入在线AXI检测。
优选的，在S3，进行沉金处理时，沉金及其它表面处理的PCB元件引脚比板厚长1.5mm，底部焊点上锡仍能满足IPC3级要求，但使用OSP表面处理的PCB上锡后焊点会漏铜，外观达不到IPC3级标准；经多次验证发现PCB的元件的引脚长度比板厚长0.5～1.0mm时焊点上锡效果较好；为了避免元件插入PCB后引脚将孔内锡膏推出，产生火柴头现象，造成孔内锡量不足，元件PIN脚需进行尖角处理成锥形。
本发明提供的沉金加喷锡手指两种不同表面处理PCB板的加工方法，与现有技术相比：
通过阻焊文字、文字印碳油盖住锡手指、沉金、退碳油、沉金位置印较软的蓝胶、蓝胶外加贴高温保护膜、喷锡及去除喷锡蓝胶和高温膜、成型和后工序，可制成品质优良的PCB板；
传统的工艺喷锡高温蓝胶在经过喷锡270度高温后会变硬及结合力增加，弹性变差，导致撕掉蓝胶时会把阻焊桥拉掉，报废率高达50％，使用先印较软的蓝胶外加贴高温保护膜完全可以改善此问题而正常较软的过回焊炉的蓝胶折不会有此问题，在印完较软的蓝胶后在外面加贴一层高温保护膜，保证耐高及保护板面，成本和效率及品质都可以得到提升；
传统的工艺印喷锡高温蓝胶印两次，实际按面印需印四次，改善到印较软的回流焊蓝胶+外贴高温保护膜要少2次蓝胶，但需增加一次贴高温膜，实际可以减少1次；
高温保护膜成本要比喷锡蓝胶成本要低，大大减少了成本；
通过水膜破裂试验、微蚀速率测试、表观检查和粗糙度检查，对PCB板进行全面检测，有利于提高了对PCB板的生产质量；
进行烘烤时，根据锡膏、PCB材质、热敏感元件和贵重元件的热性能参数来综合考虑，可以适当的提高下温区回流区的温度，下温区回流温度比上温区回流区温度略高5～10度，控温合理，提高了对PCB板的烘烤质量；
元件PIN脚需进行尖角处理成锥形，避免元件插入PCB后引脚将孔内锡膏推出，产生火柴头现象，造成孔内锡量不足。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一种沉金加喷锡手指两种不同表面处理PCB板的加工方法，具体包括以下步骤：
S1、阻焊文字：对PCB板进行阻焊文字处理；
S2、文字印碳油盖住锡手指：然后用文字印碳油盖住锡手指；
S3、沉金：然后进行沉金处理；
S4、退碳油：然后进行退碳油，随着沉锡工艺在PCB)31]工过程中的导入，沉锡过程中常出现焊盘边缘掉油不良，主要掉油区域为铜面上焊盘边缘，脱油主要表现为焊盘边缘油墨被药水攻击，使用3M胶带拉扯，被攻击油墨部分拉扯后脱落；
S5、沉金位置印较软的蓝胶：在沉金位置印较软的蓝胶，印蓝胶只能一面一面印，且印一次需150度烤10分钟；
S6、蓝胶外加贴高温保护膜：在印完较软的蓝胶后在外面加贴一层高温保护膜；
S7、喷锡及去除喷锡蓝胶和高温膜：然后喷锡及去除喷锡蓝胶和高温膜；
S8、成型：然后通过设备加工成型；
S9、后工序：然后进入下一步工序。
进一步地，在S1中，阻焊文字前需要进行油墨Y与PCB板结合力，测试方法使用国际通用规范IPC.TM.650中有详细规定，此处不做赘述。
进一步地，在S4中，在退碳油后需要对PCB板进行检测，检测包括水膜破裂试验、微蚀速率测试、表观检查和粗糙度检查；
水膜破裂试验：用于检测前处理后板面的清洁度，水膜破裂时间一般要求大于30S，而经过磨刷+喷砂+棕化+微蚀后的水破时间达到80s以上；
微蚀速率测试：因上述流程长，去铜量大，如管控不当极易造成铜厚不足；故生产前需确认微蚀速率，根据微蚀速率调整其作用参数，具体测试步骤是：
(1)取7gmX7cm的1.6mm厚双面铜箔板，面积记为S(cm2)；
(2)放入烘炉中，在90℃一100℃烘30min；
(3)在防潮瓶内冷却至室温，用分析天平称重W1(克)；
(4)随生产板浸入生产线内的除油缸中，并于微蚀缸后取出(保证浸蚀时间跟生产板一致)，微蚀时间记为t(分钟)；
(5)用水清洗后于烘炉中90℃～100℃烘30min；
(6)在防潮瓶中冷却至室温，用分析天平称重W2(克)；
(7)计算：蚀铜速率(pm/min)＝10000
(W1W2)/(8.92X2XS×t)；
表观检查：通过扫描电镜放大5000X进行观察，通过观察铜面的粗化形貌判断处理的效果；
粗糙度检查：使用机械探针式量测法进行量测粗糙度；棕化后的表面粗糙度大于机械磨刷和微蚀后的表面粗糙度。
进一步地，在S8中，依据是根据锡膏、PCB材质、热敏感元件和贵重元件的热性能参数来综合考虑；实测表明，PCB板的底部焊点与元件表面之间有3～5度的温差，通孔内因焊锡较多需要更多的热能，又因为此类元件较大，需要的热量较多，造成元件底部焊点和通孔内的焊点升温较慢；如OSP表面处理PCB底面使用预上锡的方式，因底部焊盘已预上锡，二次回流时液化温度会高一些，使用上下温区的回流炉，在允收制程窗口内，可以适当的提高下温区回流区的温度，下温区回流温度比上温区回流区温度略高5～10度。
进一步地，在S1中，阻焊文字时，PCB板阻焊后焊点质量的检查与普通的表面贴装元件有些不同，此类元件检查焊点质量主要看两处：通孔被填满的程度及焊料球形区域外围浸润性；IPC-A-610E电子组件的可接受性规定：理想的通孔再流焊点应该达到100％或至少75％的填充率；焊料外围浸润性的最低条件是焊料球和外围浸润都需要检查，对于底面引脚的焊点可通过外观检查，理想焊点的要求是焊点形态饱满符合相关规定，焊点表面360°充分润湿引脚与焊盘之间的焊锡连接形成圆润的弯月形焊点，且焊点周围干净，无锡珠或助焊剂残留；对于顶面隐藏在元件本体下面的引脚和通孔焊点，目视方法无法检查，则只能采用X-RAY进行检测，但这种方法只能用于抽检；试验时还可以抽取样品进行切片分析，检查焊点的内部结构和焊接情况；在使用前期还需要对使用的工艺参数进行验证，确保生产过程的稳定性，有条件的可引入在线AXI检测。
进一步地，在S3，进行沉金处理时，沉金及其它表面处理的PCB元件引脚比板厚长1.5mm，底部焊点上锡仍能满足IPC3级要求，但使用OSP表面处理的PCB上锡后焊点会漏铜，外观达不到IPC3级标准；经多次验证发现PCB的元件的引脚长度比板厚长0.5～1.0mm时焊点上锡效果较好；为了避免元件插入PCB后引脚将孔内锡膏推出，产生火柴头现象，造成孔内锡量不足，元件PIN脚需进行尖角处理成锥形。
本发明，通过阻焊文字、文字印碳油盖住锡手指、沉金、退碳油、沉金位置印较软的蓝胶、蓝胶外加贴高温保护膜、喷锡及去除喷锡蓝胶和高温膜、成型和后工序，可制成品质优良的PCB板；
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传统的工艺印喷锡高温蓝胶印两次，实际按面印需印四次，改善到印较软的回流焊蓝胶+外贴高温保护膜要少2次蓝胶，但需增加一次贴高温膜，实际可以减少1次；
高温保护膜成本要比喷锡蓝胶成本要低，大大减少了成本；
通过水膜破裂试验、微蚀速率测试、表观检查和粗糙度检查，对PCB板进行全面检测，有利于提高了对PCB板的生产质量；
进行烘烤时，根据锡膏、PCB材质、热敏感元件和贵重元件的热性能参数来综合考虑，可以适当的提高下温区回流区的温度，下温区回流温度比上温区回流区温度略高5～10度，控温合理，提高了对PCB板的烘烤质量；
元件PIN脚需进行尖角处理成锥形，避免元件插入PCB后引脚将孔内锡膏推出，产生火柴头现象，造成孔内锡量不足。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种沉金加喷锡手指不同表面处理PCB板的加工方法，其特征在于，具体包括以下步骤：进行油墨与PCB板结合力测试；对PCB板进行阻焊文字处理；印碳油盖住锡手指；进行沉金处理；退碳油；；在沉金位置印蓝胶，150℃烤10分钟；在印完蓝胶后在外面加贴一层高温保护膜；喷锡及去除喷锡蓝胶和高温膜；加工成型。
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