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印制电路板中如何进行镀锡、褪锡、脱膜

文章出处:捷配电子市场网 发布时间: 2017/09/14 | 202 次阅读

  镀锡是制扳中非常重要的环节之一,镀锡的好坏直接影响到制板的成功率和线路精度。镀锡的作用就是将焊盘、线路部分以及双面板屮的金属化过孔镀上锡,以达到在碱性腐蚀液中保护线路部分不被腐蚀。
  褪锡是将已完成线路蚀刻后的线路抗蚀层(即:经镀锡工艺形成的锡层)去除,露出线路,从而利于后续阻焊等工艺的制作。
  覆膜工艺屮的脱膜是将已完成线路蚀刻后的线路抗蚀层(即:经曝光而固化的掩孔干膜)去除,露出线路,从而利于后续的阻焊制作。
  1.镀锡
  锡是一种银白色的金属,具有抗腐蚀、无毒、易钎焊等优点,被广泛地应用于工业生产中的各个领域。基于锡良好的钎焊性及抗腐蚀性,镀锡在印制电镀板(PCB)和超大规集成电路芯片中也具有极大的应用价值。镀锡按照发展历程可分为热浸锡、电镀锡和化学镀锡三大 类。热浸锡是利用金属基体与镀层金属之间相互渗透、化学反应、扩散等方式形成冶金结合的合金镀层,采用气刀(氮气)来控制镀层厚度,该工艺操作简单、镀层厚。随着电子器材微型化和精密化,热浸锡工艺所带来的镀层厚度不均、微孔堵塞问题以及能源问题,使其已经不能满足电子产品的需要。电镀是在一定的电解液(主要成分是硫酸亚锡,硫酸和添加剂)中,外加直流电源在基体表面上沉积一层与基体结合牢固的光滑平整镀层。电镀锡的优点是:工艺流程简单、镀液配方简单,循环使用率卨,易维护,适用于大规模生产。化学镀是在镀液屮,金属离子在还原剂的作用下于基体活性表面上沉积的过程。一般分为置换法和还原法两种。化学镀的优点是镀液分散能力和覆盖能力好,镀层厚度均匀,不需要外加电源
  本工艺采用电镀的镀锡方法。使用设备如图1所示。

图1  镀锡机


  将显影完毕的板材的一个边缘用刀片将表曲的线路油继刮除,漏出导电的铜血。然后用电镀夹具将板材夹好,挂在电镀摇摆框上(阴极)并拧紧。打开电源,调整好电镀电流开始电镀(最佳电镀电流为1.5 A ~2 A/dm2,最佳电镀时间为20分钟)。镀锡前后效果如图2所示。在线路表面会有少量的气泡产生,属于正常情况。如果气泡非常大,则表示电镀电流过大,应及时调整。电流凋整应遵循从小到大原则进行调节。刚开始电镀,应将电流调节得比较小,待电镀到总时间三分之一后,再将电流调节到标准电流大小。电镀完毕后,及时用水冲洗十净。 在线路表面和孔内壁应有一层雪亮的锡。
  PCB电镀锡故障排除:镀层出现粗糙原因较多,如明胶含量不足、主盐浓度过高、阴极电流密度过高和溶液中固体杂质过多等。但另—种可能原因常被大家所忽视,即四价锡的影响。四价锡浓度过高时会随着二价锡离子一起沉积到镀层之中去,结果除会影响镀层的可焊性之外,还会使镀层结晶粗糙、疏松等症状。这一故障现象可通过活性炭吸附处理后进行过滤,并重新调整其他成分予以解决。


  图2  镀锡前后对比


  2、褪锡
  脱膜工艺中的褪锡是将已完成线路蚀刻后的线路抗蚀层(即:经镀锡工艺形成的锡层)去除,露出线路,从而利于后续阻焊等工艺的制作。
  退锡水,又称为剥锡液,是印制线路板生产中使用的主要化学材料之一,用于锡镀层、 锡铅合金镀层以及锡焊接点的退除,适用于电子元件(IC),线路板(PCB)制造过程中铜表面的锡/铅锡合金层的退除,可用浸泡或机械喷淋方法进行操作。适用于铜表面的锡/铅锡合金层的退除。对铜(Cu)基体及镍(Ni)基体都无损伤,并且能去除铜锈迹,使铜基体光亮如新,对基层树脂与塑胶与油墨字等均无腐蚀。
  产品退锡量大,退锡速度很快,使用持久有效。
  退锡水根据主要成分的不同可分为三种类型:
  (1)氟化物型,由氢氟酸、氟盐(氟化氢铵)、过氧化物等组成,由于其环境指标(氟化物挥发性强、污染极重)及技术经济指标均较差,已成为淘汰剂型,现在在国内外均用得较少;
  (2)硝酸迤退锡水,由硝酸、硝酸铁、缓蚀剂、表面活性剂、氮氧化物抑制剂、络合剂等组成,硝酸浓度一般为20%~25%,具有高速剥锡、高效持久、不伤底铜、铜面光亮无灰白色等特点;
  (3)硝酸一院基磺酸型,该剂型的组成与硝酸型退锡剂类似,差别仅在于硝酸浓度较低,一般≤15%,减少了对设备和环境的危害,但有机磺酸的加入使其成本略为提髙。硝酸型及硝酸一烷基磺酸型退锡剂的技术性能相近,是当今PCB生产的主导剂型,90%以上的PCB企 业尤其是中大型企业在使用后两种退锡剂。
  使用方法:原液使用。将锡工件浸泡在退锡中,施加一定的机械性工作效果更佳,以退尽锡为止,锡层退除后用水冲洗十净即可。当退锡水中锡泥过多时可以沉淀过滤回收锡,退锡液可以多次重复使用。退锡后处理:退锡后铜基体表面会有一层灰白色的膜,要用除膜剂清除,除膜剂配制方法如下:1公斤水加入100~200克A和100~200克B,搅拌后使用。本剂只用于除膜,除去膜层后铜基休露出。取出工件用水冲洗干净。
  注意事项:产品不得添加其他化学物质,原液使用。产品有腐蚀性,注意轻拿轻放,防止飞溅。贮存于干燥阴凉处。
  3.脱膜
  覆膜工艺中的脱膜是将已完成线路蚀刻后的线路抗蚀层(即:经曝光而固化的掩孔干膜)去除,露出线路,从而利于后续的阻焊制作。脱模剂的主要成分是氢氧化钠。自动喷淋脱膜机是快速制板设备系列的一款自动唢淋脱膜设备,主要应用于线路板脱膜工艺制板,是实现高精度,快速制板的设备。设备配有液体加热装置、液体过热保护装置、自动液位检测与报警装置、具有双重保护的自动温控装置、自动开盖检测与报警装置、液体循环高压喷淋装置、脱膜工艺自动计时与自动关闭装置、双层保护盖装置等,如阁3所示。


图3  自动喷淋脱模机

 

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