吹孔(blowhole)传统上是指完工的PTH铜壁上,可能有破洞(Void)存在。当PCB板在下游进行焊锡时,可能会造成破洞中的基材的湿气在高温中迅速膨胀而产生一定气压,往外将孔中灌入的熔锡吹出。冷却后孔中之锡柱会出现空洞。这种会吹气的劣质PTH,特称为"吹孔"。无铅波焊中出现的吹孔除与钻孔、PTH等制程有关外,还与板材、波焊之参数和助焊剂、元件插脚等有较大关联。可以说在SMT贴片加工过程中,无铅波焊的吹孔产生的具体原因呈多样化,复杂化。下面众焱电子小编将接着《SMT贴片加工中的无铅波焊吹孔成因研究及改善(二)》中的内容继续讲解介绍。
四、孔壁破洞(void)与孔铜太薄造成吹孔
如果孔壁铜层有破洞,易藏纳水汽在其中,当过高温波峰焊时,板材中水气迅速膨胀吹出,推开尚未固化的熔锡,从而形成“吹孔”。若孔壁铜厚偏薄,则孔壁无法为焊锡提供足够的基础,使焊料与孔壁的附着力不够,进而形成空洞,也会造成“吹孔”。
孔壁破洞(void)的产生与除胶渣及化学铜制程密切相关。在除胶渣的过程中高锰酸钾的咬蚀量不足,不但无法有效获得蜂窝状的微粗化面,且会造成孔壁微孔洞,内层结合不良,孔壁脱离,吹孔等质量隐患。对除胶槽来讲,新槽和较高的处理活性也可能会使一些联结程度较低的单功能树脂、双功能树脂和部分的三功能树脂出现过度除胶的现象,导致孔壁玻璃纤维突出,玻璃纤维较难活化且与化学铜的结合力较与树脂之间的更差,沉铜后因镀层在极度不平的基底上沉积,化学铜的应力会成倍的加大,严重的可以明显看到沉铜后孔壁化学铜一片片从孔壁上脱落,造成后续孔内无铜的产生,也可能造成孔内粗糙,玻璃纤维截点,渗铜,内层楔形孔破等状况。另外除胶的几个槽液之间的协调控制问题也非常重要。膨松/溶胀不足,可能会造成除胶渣不足;膨松/溶胀过度则会出现溶剂残存到已蓬松的树脂内,在沉铜时也会活化不良沉铜不上,即使沉上铜也可能在后工序出现树脂下陷,孔壁脱离等缺陷。
沉铜后的板件一般要浸硫酸除去表面的残碱和碱性的钝化膜,再直接电镀酸铜。板子放入稀硫酸缸中时,必须将板分散,左右摇摆3-4次,将孔内气泡排出,让酸液将孔壁润湿。因为孔内残存湿气容易造成孔内化学铜的氧化,引发后续的孔内无铜或铜薄,所以沉铜后应该做好出缸时间记录尽快一次铜,不要存留时间过长,一般不允许超过8小时。
针对孔铜太薄的问题,广州SMT贴片加工厂家可以在电镀时对孔铜厚度方面应加强控制,批量生产前严格执行FA制度,要求全测FA板的插件孔孔铜,保证首板孔铜厚度OK后才能进行批量生产;定期用钳表测量飞巴的电流,确保显示电流与实际电流相符合;适当提高电流密度,将孔内电镀铜厚要求由1.0mil(min)提高到1.2mil(min),即使钻孔品质稍有闪失,其所产生的破洞也可被足够厚的两次电镀铜所补平,进一步消除可能发生的“吹孔”。
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