CN113973444A - 1.2mm及以下薄板的喷锡工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种1.2mm及以下薄板喷锡工艺，对电路板进行喷锡前处理、喷锡、喷锡后处理，使处理后的电路板方便客户SMT打件；通过设置喷锡支撑装置，实现电路板喷锡过程中在炉口平稳升降，降低产品喷锡因折断产生的报废率。
Description
技术领域
本发明属于电路板技术领域，特别是涉及一种1.2mm及以下薄板喷锡工艺。
背景技术
喷锡又称热风整平，通过高温、高压气体达到焊点平整，在PCB(Printed CircuitBoard，印制电路板)铜面PAD(焊盘)覆盖一层锡铜IMC(介面金属共化物或介金属)合金层，防止铜面被氧化，为后续SMT(表面组装技术)打件提供良好的焊接基地，喷锡的质量的好坏直接会影响到后续客户SMT生产时焊接零件的质量和焊锡性；喷锡普遍用于工业控制设备通讯产品及军事设备产品喷锡PCB，是目前电子产品表面处理最好的处理方式。
喷锡的厚度一般是以量测1mm x1mm或2mm x 2mm的pad为主，大致上会落在100～1000Micro inch这个区间,使用垂直喷锡设备,愈大的pad其厚度误差就会愈大,喷锡是将电路板浸泡到溶融的锡中,当电路板表面沾附足够的锡后,再利用热空气对PAD上锡面进行吹平。
目前PCB排版越来越大(500*450mm的尺寸或更大)，1.2mm厚度及以下时的板子无铅喷锡时在270℃的高温容易柔软，在热风整平时容易前后晃动，板子在喷锡锡炉提升喷气时前后风刀的角度差和风力挤压容易弯曲造成板弯而被导向轨道和风刀口卡住，导致卡住折断报废。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种1.2mm及以下薄板喷锡工艺，对电路板进行喷锡前处理、喷锡、喷锡后处理，使处理后的电路板方便客户SMT 打件；通过设置喷锡支撑装置，实现电路板喷锡过程中在炉口平稳升降，降低产品喷锡因折断产生的报废率。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：一种1.2mm及以下薄板喷锡工艺，包括如下步骤：
S1、喷锡前处理：在喷锡前处理机中进行,经过以下工位：
a.上料；
b.酸性清洁：去除铜面氧化和油污；
c.铜面粗化前水洗：去除酸性清步骤中的酸性溶液；
d.刷磨：机械式粗化铜面，增加铜面附着力；
e.微蚀：化学方法粗化铜面，增加铜面附着力；
f.铜面粗化后水洗：洗去微蚀步骤中的化学溶液；
g.吹干
h.在板上喷涂助焊剂；
喷锡前处理的作用是为了清洁PCB铜面PAD，去除铜面氧化、油污，保持需喷锡面铜面光亮并起到粗化的效果，并在板面涂敷一层助焊剂，便于焊盘上锡。
S2、喷锡:将PCB浸泡到溶融的锡中,当电路板表面沾附足够的锡后,再利用热空气对PAD上锡面进行吹平；
锡炉的炉口设置喷锡支撑装置，以实现电路板喷锡过程中平稳升降；
喷锡步骤的作用是为了将待喷PCB在高温锡炉内浸锡，通过热风吹掉板面多余的锡，达到焊盘锡面平整，便于客户SMT打件，无铅喷锡也俗称热风整平。
S3、喷锡后处理：在喷锡后处理机中进行,经过以下工位：
a.浸泡水洗：水面没过板面；
b.热水冲洗：上、下方喷淋头冲洗板面残留助焊剂，水温保持在40-60℃；
c.研磨刷：去除板面未清洗干净的油污和赃物；
d.研磨后水洗：清洗板面刷磨后的赃物；
e.吹干；
f.烘干；
喷锡后处理的作用为了冷却刚生产的PCB，去除表面助焊剂和锡炉的油污，轻刷板面，保持干净，将喷锡完成的板子烘干便于检验人员检验。
本发明为解决上述技术问题，采取的进一步方案是：
进一步地说，在喷锡前处理步骤中，所述酸洗清洁的药剂为硫酸，浓度为1-3％,酸洗的喷头压力为1-3kg/cm2。
进一步地说，在铜面粗化前水洗步骤中，喷头压力为0.5～1kg/cm2，温度为常温。
进一步地说，在刷磨步骤中，采用800-1000目的尼龙刷。
进一步地说，所述的微蚀在容积为400L的槽中进行，微蚀溶液包括浓度为30～70ml/L的硫酸，浓度为40～80ml/L的双氧水，浓度小于等于45g/L的铜离子，微蚀的温度为25～35℃。
进一步地说，所述喷锡支撑装置包括轨道座、导向轨道和支撑块，所述轨道座设于锡炉的炉口，所述导向轨道设有两条且分别垂直设于轨道座的两端，电路板的两端能够卡入导向轨道的滑槽内并沿导向轨道方向在炉口升降，所述支撑块设于两导向轨道之间，所述支撑块的靠近电路板的一侧设有钢丝，所述钢丝的一端与支撑块的侧壁固定连接，另一端伸入锡炉内。
进一步地说，所述钢丝的中部向电路板方向形成外凸的弧形，所述弧形的圆心角为0-15°。
进一步地说，所述的浸泡水洗和热水冲洗的水温皆为40-60℃；
所述热水冲洗的喷头压力为4～6kg/cm2。
进一步地说，在研磨后水洗步骤中，上、下喷头的压力为2～3.5kg/cm2，温度为常温。
进一步地说，在烘干步骤中，烘干温度为80-100℃。
本发明的有益效果：
1、本发明对电路板进行喷锡前处理、喷锡、喷锡后处理，使处理后的电路板方便客户SMT打件。
2、本发明在喷锡步骤中，通过改进锡炉，在锡炉口部设置喷锡支撑装置，对1.2mm及以下的电路板的背部进行支撑，实现电路板喷锡过程中在炉口平稳升降也不会产生前后晃动，从而达到成功喷锡的目的，降低产品因折断产生的报废率，提高产品良率。
附图说明
图1为本发明的喷锡支撑装置的结构示意图；
图2为图1中A-A方向的结构示意图；
图3为本发明的支撑块的结构示意图一；
图4为本发明的支撑块的结构示意图二。
附图中各部分标记如下：
炉口1、钢丝2、轨道座3、导向轨道4、滑槽41、支撑块5、卡槽51。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
实施例：一种1.2mm及以下薄板喷锡工艺，包括如下步骤：
S1、喷锡前处理：在喷锡前处理机中进行,经过以下工位，且电路板的输送速度为3～5m/min：
a.上料。
b.酸性清洁：去除铜面氧化和油污；所述酸洗清洁的药剂为硫酸，浓度为 1-3％,酸洗的喷头压力为1-3kg/cm2。
c.铜面粗化前水洗：去除酸性清洁步骤中的酸性溶液；水洗容量槽容积为 80～100L，且水洗两次，喷头压力为0.5～1kg/cm2，温度为常温。
d.刷磨：采用800-1000目的尼龙刷粗化铜面，增加铜面附着力。
e.微蚀：采用化学方法粗化铜面，具体为：进行微蚀的槽的容积为400L，微蚀溶液包括浓度为30～70ml/L(50％的H2SO4)的硫酸，浓度为40～80ml/L (50％的H2O2)的双氧水(H2O2)，浓度小于等于45g/L的铜离子(Cu2+)，微蚀温度保持在25～35℃，因此来进一步增加铜面附着力。
f.铜面粗化后水洗：洗去微蚀步骤中的化学溶液。
g.吹干
h.在板上喷涂助焊剂，所述助焊剂为包含松香的化学药剂；
S2、喷锡:将PCB浸泡到溶融的锡中,当电路板表面沾附足够的锡后,再利用热空气对PAD上锡面进行吹平；
如图1-图4所示，锡炉的炉口设置喷锡支撑装置，以实现电路板喷锡过程中平稳升降；
所述喷锡支撑装置包括轨道座3、导向轨道4和支撑块5，所述轨道座设于锡炉的炉口，所述导向轨道设有两条且分别垂直设于轨道座的两端，电路板的两端能够卡入导向轨道的滑槽41内并沿导向轨道方向在炉口1升降，所述支撑块设于两导向轨道之间，所述支撑块的靠近电路板的一侧设有钢丝2，所述钢丝的一端与支撑块的侧壁固定连接，另一端伸入锡炉内。
所述炉口为长方形，电路板自上而下进入锡炉的炉口时，其两端卡入导向轨道的滑槽内，待电路板喷锡完成后沿导向轨道方向上升过程中，锡炉内风刀出风口会对准电路板的两侧进行热风吹气，将板子上的锡吹平，达到喷锡厚度的管控标准。
所述锡炉上设有悬挂电路板的挂臂，所述挂臂能够做升降动作；喷锡时，人工将电路板挂于挂臂，挂臂带动电路板进入锡炉浸锡，当电路板表面沾附足够的锡后,再利用热空气对PAD上锡面进行吹平。
所述支撑块的长L为3～4cm，高H为3～4cm，宽W为1.5cm，中间是宽度为5mm的卡槽51(卡槽与轨道座的厚度相适应)，用来卡住轨道轨道座，在生产1.2mm及以下电路板时，将支撑块安装于轨道座上面，螺丝从后面锁紧，钢丝紧贴板子后面的中轴线(成型之间的间隙)，对于0.8mm以下的电路板还可以在轨道座上架设两个或三个支撑块用来支撑电路板。
钢丝选用直径为2.5mm，长约30cm，钢丝的中部向电路板方向形成外凸的弧形，弧形的圆心角为0-15°(优选5°)，支撑块安装于锡炉时，钢丝深入锡炉10cm，辅助PCB顺利下落到锡炉，浸锡后顺利提升至上面空中，利用支撑块及钢丝，顶住大而软PCB使其不被导向轨道和风刀出风口卡住，前风角度较小，基本属于平吹，给在PCB背面安装此装置予以支撑，避免板子往后靠被轨道和风刀口卡住；当PCB从锡炉被挂臂上升提出时，利用钢丝支撑板子不前后晃动，起到固定支撑作用，使PCB能够平稳完全上升完喷锡整个动作。
所述导向轨道与所述轨道座之间螺纹连接。所述导向轨道通过螺丝锁紧于轨道座，根据电路板的大小，可以通过松开螺丝，移动导向轨道的位置实现间距的调节以适应不同尺寸的电路板。
为了更好的引导电路板进入锡炉中，所述导向滑轨的滑槽的上端设为喇叭状。
S3、喷锡后处理：在喷锡后处理机中进行,经过以下工位且电路板的输送速度为4～6m/min：
a.浸泡水洗：水面没过板面，水温皆为40-60℃
b.热水冲洗：上下方喷淋头冲洗，清洗板面残留助焊剂，水温保持在 40-60，℃上、下喷头压力为4～6kg/cm2。
c.研磨刷：研磨刷采用软毛刷去除板面未清洗干净的油污和赃物；
d.研磨后水洗：清洗板面刷磨后的赃物；水洗槽的容积为80～100L，采用 3次水洗槽进行水洗，上、下喷头的压力为2～3.5kg/cm2，温度为常温。
e.吹干；
f.烘干：烘干的温度为80-100℃。
本发明中喷锡的参数如下表：
具体生产时可根据PCB大小现成临时微调。
本发明对电路板进行喷锡前处理、喷锡、喷锡后处理，使处理后的电路板方便客户SMT打件；通过改进锡炉，在锡炉口部设置喷锡支撑装置，对 1.2mm及以下的电路板的背部进行支撑，实现电路板喷锡过程中在炉口平稳升降也不会产生前后晃动，从而达到成功喷锡的目的，降低产品因折断产生的报废率，提高产品良率。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种1.2mm及以下薄板喷锡工艺，其特征在于：包括如下步骤：
S1、喷锡前处理：在喷锡前处理机中进行,经过以下工位：
a.上料；
b.酸性清洁：去除铜面氧化和油污；
c.铜面粗化前水洗：去除酸性清洁步骤中的酸性溶液；
d.刷磨：机械式粗化铜面，增加铜面附着力；
e.微蚀：化学方法粗化铜面，增加铜面附着力；
f.铜面粗化后水洗：洗去微蚀步骤中的化学溶液；
g.吹干
h.在板上喷涂助焊剂；
S2、喷锡:将PCB浸泡到溶融的锡中,当电路板表面沾附足够的锡后,再利用热空气对PAD上锡面进行吹平；
锡炉的炉口设置喷锡支撑装置，以实现电路板喷锡过程中平稳升降；
S3、喷锡后处理：在喷锡后处理机中进行,经过以下工位：
a.浸泡水洗：水面没过板面；
b.热水冲洗：上、下方喷淋头冲洗板面残留助焊剂，水温保持在40-60℃；
c.研磨刷：去除板面未清洗干净的油污和赃物；
d.研磨后水洗：清洗板面刷磨后的赃物；
e.吹干；
f.烘干。
2.根据权利要求1所述的1.2mm及以下薄板喷锡工艺，其特征在于：在喷锡前处理步骤中，所述酸洗清洁的药剂为硫酸，浓度为1-3％,酸洗的喷头压力为1-3kg/cm2。
3.根据权利要求1所述的1.2mm及以下薄板喷锡工艺，其特征在于：在铜面粗化前水洗步骤中，喷头压力为0.5～1Kg/cm2，温度为常温。
4.根据权利要求1所述的1.2mm及以下薄板喷锡工艺，其特征在于：在刷磨步骤中，采用800-1000目的尼龙刷。
5.根据权利要求1所述的1.2mm及以下薄板喷锡工艺，其特征在于：所述的微蚀在容积为400L的槽中进行，微蚀溶液包括浓度为30～70ml/L的硫酸，浓度为40～80ml/L的双氧水，浓度小于等于45g/L的铜离子，微蚀的温度为25～35℃。
6.根据权利要求1所述的1.2mm及以下薄板喷锡工艺，其特征在于：所述喷锡支撑装置包括轨道座、导向轨道和支撑块，所述轨道座设于锡炉的炉口，所述导向轨道设有两条且分别垂直设于轨道座的两端，电路板的两端能够卡入导向轨道的滑槽内并沿导向轨道方向在炉口升降，所述支撑块设于两导向轨道之间，所述支撑块的靠近电路板的一侧设有钢丝，所述钢丝的一端与支撑块的侧壁固定连接，另一端伸入锡炉内。
7.根据权利要求6所述的1.2mm及以下薄板喷锡工艺，其特征在于：所述钢丝的中部向电路板方向形成外凸的弧形，所述弧形的圆心角为0-15°。
8.根据权利要求1所述的1.2mm及以下薄板喷锡工艺，其特征在于：所述的浸泡水洗和热水冲洗的水温皆为40-60℃；
所述热水冲洗的喷头压力为4～6kg/cm2。
9.根据权利要求1所述的1.2mm及以下薄板喷锡工艺，其特征在于：在研磨后水洗步骤中，上、下喷头的压力为2～3.5kg/cm2，温度为常温。
10.根据权利要求7所述的1.2mm及以下薄板喷锡工艺，其特征在于：在烘干步骤中，烘干温度为80-100℃。
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Citations (5)
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| GB776793A (en) * | 1954-09-27 | 1957-06-12 | Lawrence Holdings Overseas Ltd | Improvements relating to tinning apparatus |
| CN201801571U (zh) * | 2010-08-20 | 2011-04-20 | 深南电路有限公司 | 热风整平机 |
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2021
- 2021-10-25 CN CN202111242899.4A patent/CN113973444A/zh active Pending
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