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不同的行业常常表现得就象不同的阶级(2)
2008年10月21日点击: 编辑: ornet
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不同的行业常常表现得就象不同的阶级,所以会有一个行业对另一个行业心存敬畏或者心存不屑。电子厂里面灯光明亮, 车间洁净 ,无尘地面,人皆向往;而以电镀为核心的电路板厂内却总是污水恒流,设备锈蚀,酸雾呛人,人皆回避。

电路板的最终表面处理,是一个不大不小的问题,或者说,是一个可大可小的问题。理论上,铜具有可焊接的性能,所以,无需任何表面处理,就能在通孔和焊盘上实现焊接,从这个角度说,表面处理是一个小问题。

而实际上,铜会与空气中的氧结合而氧化,氧化后的铜面会产生拒焊现象,无法与熔融焊锡结合,而导致焊接失败。在室温下,铜面接触空气数分钟即会对焊接产生影响。而在高温下,比如熔融焊料池上方的热空气,则可能在一、二秒中即令焊盘严重氧化。所以,实际上,在焊接前,必须要有防止铜面氧化或清除铜面氧化物的措施。

松香在烙铁头的加热下会分解成松香酸,酸性物质能溶解铜的氧化物,融化后黏滞的松香则将铜面与空气隔离以阻止再次氧化。含聚乙二醇和盐酸的助焊剂也是同样的道理,盐酸溶解铜的氧化物,而黏滞的聚乙二醇则覆盖铜面阻挡空气。即便有这些助焊剂,在遇到严重氧化和污染的铜面的时候,仍有可能效力不足。

电子行业通常的措施是,先用酸性的清洗和腐蚀液整理出未结合氧的新鲜清洁的铜面,再用热风吹干。这一过程中铜面不可避免地再次氧化,只要及时涂上酸性强烈的助焊剂,然后浸入锡炉,则可以保证全部铜表面上锡良好。通常在电路板从锡炉取出的时候,用高速的热空气将铜面多余的锡吹回锡炉,所以这一方法常被称为热风整平。



经过热风整平的电路板还需要清洗干净之后才能包装并卖给电子厂。热风整平是一个令人厌恶和不安的物理过程。空气中飘荡着助焊剂的臭味和锡炉的烟气,还有热气流刺耳的啸声;逆温天气时,风机抽到楼顶的充斥着助焊剂和铅蒸汽的烟雾弥漫在工业区道路上,闻着有点油腻腻的感觉。

似乎只能如此了,还有什么办法呢。人们对电子产品需求的增长是不可逆转的,作为电路板的采购商,电子厂是决不会把这种肮脏的活接过来自己做的。他们只愿意采购成品电路板,再把元器件焊接到电路板上。焊接的时候,波峰焊机上的锡和电路板上的锡熔合在一起。而且这种方法已经使用几十年了。

实际状况却并不如此,老方法也面临了新问题。因为铅溶解后有毒并且会在人体累积,所以立法者开始着手限制铅在民用产品中的应用;电子产品越做越小巧,精度越来越高,热风整平的锡面厚薄不均会影响bga的焊接。所以这种物理的方式正在被几种化学的方法所替代。包括:用化学方法在铜焊盘上覆盖一层有机物薄膜;用化学方法在铜焊盘上镀镍和金;用化学方法在铜焊盘上镀一层纯锡;以及用化学方法在铜焊盘上覆盖一层银。

但是用化学方法得到的表面覆盖层不如物理方式得到的铅锡合金致密和厚实。就如同电镀锌不如热镀锌的保护效果一样。化学方法也还有一些其它的问题。但化学方法总体来说具有环保优势和效率优势。

我举用化学方法在铜焊盘上镀覆银层作例子:一条覆银生产线,全长20米,定员5个人。

电路板在覆银生产线上经历清洁、水洗、微蚀、水洗、预浸、沉银、水洗、干燥流程。这条线的设计传输速度取决于工人取板的速度,通常在1.6-2.4m/min之间。各药水段的长度主要取决于传动行辘下面药水缸的合理容积,较大的容积可以减少药水分析补加的频率。清洁15-30秒;微蚀25-50秒,微蚀量0.1-0.5um;预浸20-40秒;沉银90-150秒,覆银层的厚度为0.2-0.3um。



这条覆银生产线的标准传输速度为2m/min,每小时产量约50平方米电路板,电力消耗约50kW,每小时消耗1吨纯水。药水中不含易挥发物质和毒性大的材料,皮肤短时间接触也没有危险。清洗废水tds800,ph2.5,只需要简单中和即可达排放标准。废药水则由专门公司回收提取铜和银。该设备不需要配套冷冻水和压缩空气。

覆银工艺的一个主要问题是,从生产线出来的成品板在包装和转送过程中需要仔细看护,避免污染和氧化。因为所有化学方法镀覆的表面层都不够厚实,空气中的氧气可能缓慢穿透表面覆盖层氧化底层金属,导致焊锡与底层金属焊接不良。在包装合适的情况下,覆银电路板可以保存1-2年。电路板的所有测试和检查也都要在覆银之前做好。

电子厂与电路板厂是两个分工不同的行业。而电路板行业内也在不断进行更细的专业分工。在深圳,最简陋的电路板厂都可以生产出电脑主机板,因为许多工序:如钻孔、层压、热风整平、覆银、化学镍金都可以外发给专门厂代工。多数接单的电路板厂月产量只有几千平方米。

对于象富士康、恩斯迈这类的电子厂来说,每个月需要采购以十万平方米计的电脑主板pcb,这些电路板只能做抽样检查而且品质完全依赖供货商,焊接不良的问题只能被动地采取补救措施。如果他们改变现有模式,自己做表面处理的话,则可以向更加广泛的pcb厂订购裸铜电路板,而且可以加强iqc入货检查和管理,这样做将使品质更加容易预测。

更为关键的是,若以裸铜板的形式存放电路板,则不再有存放时间的限制,而且在焊接之前做表面覆银处理,可以消除表面氧化以及包装和转运带来的污染,从而令焊接质量得到充足的保证。

所以我以为,在pcb的表面处理能够做到高效、环保、清洁生产的情况下,某个表面处理方式,例如覆银表面处理,应该改变阶级成份,划分到电子行业中去,因为它不再是污水恒流,设备锈蚀,酸雾呛人,人皆回避的电路板厂模样。它有一个干净明亮,整洁宜人的生产环境,所以应该成为一个受人欢迎的阶级的新成员。

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