探讨双面印制板焊接质量的生产控制

蔡思华

摘 要：在双面印制板焊接时，最容易出现质量问题的步骤是从设计阶段开始的，在后续的生产、制造、存放以及焊接等过程中均会发生质量问题，单位和管理人员需要做的就是尽可能的减少质量问题出现。在焊接操作时，对整个过程加以严格控制，本文就对双面印制板焊接质量的生产控制进行分析，对各大环节中可能出现的问题进行分析，并提出有效的控制对策，供参考。

关键词：双面印制板;焊接质量;生产控制

引言：当双面印制板焊接处于正常状态时，元器件的引线和双面印制板的焊盘是完全湿润的，焊点明显清晰，焊料填满了整个焊盘孔。但是，如果工作人员发现在焊接时出现了冒泡现象或焊盘露铜等现象，就意味着焊接存在缺陷，应及时的找到故障发生源，并立刻解决。双面印制板焊接质量问题对于后期的售卖影响非常大，特别是一些无法复原的缺陷会经常返工，最终使得双面印制板报废，因此，最好的方法就是对焊接全过程进行严格控制。

1.钻孔过程造成的双面印制板焊接质量问题

在对双面印制板进行钻孔的过程中也可能对焊接质量造成影响。对于一些需要进行金属化的孔来说，钻孔着一环节的主要要求就是，孔壁必须是光滑的，没有环氧沾污，也没有毛刺和孔边缘翻边的情况，孔的位置和转盘的中心需要密切的重叠才能达到钻孔要求。并且，孔的钻出质量和钻孔设备有着直接的关系，因此对于钻头的要求也是比较高的。钻头需在符合生产进度的要求下，尽可能的减少叠合板数量，选择适合的垫板和合适的转动速度以及进给。[1]因为层压板所使用的环氧树脂玻璃化温度比较低，大约在一百二十摄氏度至一百三十五摄氏度之间，如果吸收了一部分的湿气还可以使其增塑，降低玻璃化温度。再加上层压板是传热体，在钻孔的时候如果不能准确地进行控制，就可能导致孔里面的热量较多温度上升。若孔内的温度高于玻璃化温度，这个时候就可能会形成环氧沾污情況，孔的质量也无法保证。为了解决这一现象，在正式进行钻孔之前，工作人员可以使用基材预烘的方法来减少环氧沾污现象出现，而对于钻孔时比较经常使用到的层压板来说，可以使用硬质合金钻头，钻角在115°至130°之间。与此同时，排屑槽应保持光滑、对称的要求，从而给钻孔时的排屑提供条件，也可以促进孔内热量的发散，有力减少环氧沾污出现率。除此之外，在钻孔时工作人员还要按照钻头的直径、叠板厚度来确定钻孔时间，在正式钻孔之前还要进行试钻，待试钻符合实际钻孔要求后，再提取成孔内壁质量决定各种数据，从而提高钻孔质量。[2]在这一过程中需要注意的是，原本确定好了的进给率和转动速度，可能会因为电压不稳或转速变化导致和进给率不匹配现象，导致钻孔质量较差，所以，工作人员在钻孔时还需关注这一点。

2.化学沉铜造成的双面印制板焊接质量问题

对于双面印制板来说，其要想实现电气贯连最重要的环节就是化学沉铜，化学成酮也是确保镀铜质量和焊接质量的关键，也可以通过化学沉铜来看出孔的质量是否合格。通常情况下，一个合格的孔内化学沉铜层应当是完整且紧密的，要想达到这一要求，除了在钻孔时需要注意之外，还必须要有良好的沉铜液性能和科学的操作过程。在化学沉铜时最容易出现的质量问题就是空洞、沙眼以及疏松、气体残留等。[3]导致空洞和沙眼出现的主要原因有可能是因为沉铜之后没有进行及时的烘干，或者存放在一些腐蚀性比较强的地方导致沉铜层局部氧化。也有可能是因为留在孔内壁上的气泡引起的，并且，当沉铜速度比较慢时也会导致沉铜层缺乏一定的紧凑性。为了解决空洞和沙眼问题的出现，在沉铜之后工作人员应当马上进行加厚和烘干，并改变以往的搅拌方式，减少气泡的出现，适当的提高沉铜速度，及时更换活化剂，减少空洞和沙眼问题的出现。在化学沉铜疏松、气体残留这一问题上，主要的导致原因，一方面是由于沉铜速度太快导致的，另一方面是由于Cu2+浓度比较高以及络合剂不足导致的。如果排除这两个因素，那么就是因为温度数值和ph值太大导致的。[4]针对这些问题可以通过调整镀液成分来解决，工作人员也可以合理的降低ph值和温度来解决。

3.镀铜造成的双面印制板焊接质量问题

镀铜也是双面印制板焊接非常重要的组成，为了可以确保金属化铜的合格性，镀铜层应当满足分布均匀、韧性较强等要求。因为在双面印制板加工或装配的时候会经过热烘、焊接等热冲击，再加上层压板在厚度方向的膨胀率要比镀铜层大很多，如果镀铜层的韧性比较弱，那么就会在热冲击下产生很多裂痕，影响焊接质量。[5]镀铜层的延伸率一般在百分之十及以上，每平方毫米的抗张强度大约为190牛至490牛之间，并且，如果孔内有二十五微米厚度均匀的镀铜层，那么就可以满足金属化孔的要求。当前，使用比较多的是高分散性疏酸盐镀铜工艺，这种工艺可以在正常工况下满足镀铜层金属化孔要求，也可以减少很多问质量问题的产生。但在镀铜的过程中，工作人员依旧需要加强镀液组份含量的分析以及控制，在使用高分散性疏酸盐镀铜工艺时对其所要求的温度、电压以及电流密度等密切结合才能进行对应的操作。在对添加剂用量的确定上，则可以按照赫尔槽试验结果来进行调整，确保添加剂用量的合理性。与此同时，镀液还需进行定期的活性炭处理，活性炭处理的目的主要是为了防止有机添加剂分解产物，以及杂质在镀液中存在影响镀铜层质量。[6]在日常的维护中还要对渡槽加以维护，经常进行检查和清洗，看其是否存在杂物，避免对镀铜过程形成负面影响。

结束语：在双面印制板焊接质量上，多个环节流程都会形成质量影响，本文主要对钻孔、化学沉铜、镀铜等环节进行了分析。在分析中发现，钻孔过程存在环氧沾污问题;在化学沉铜中时常伴随空洞、沙眼以及疏松、气体残留问题出现;在镀铜中若镀铜层韧性较弱，则会在热冲击下产生裂痕。针对各个环节中出现的质量问题，可以通过使用基材预烘方法、排屑槽光滑对称等方法来减少环氧沾污现象出现。通过提高沉铜速度、降低ph值和温度来解决空洞、沙眼以及疏松、气体残留问题;通过控制镀液组份含量、活性炭处理等方式提高镀铜层韧性，最终提高双面印制板焊接质量。

参考文献：

[1]SJ/T 11171-2016， 单、双面碳膜印制板分规范[S].

[2]周毅. 谈谈双面铝基印制板的制作[A]. 中国电子学会生产技术学分会印制电路技术部.第三届全国青年印制电路学术年会论文汇编[C].中国电子学会生产技术学分会印制电路技术部：中国电子学会电子制造与封装技术分会，2006：3.

[3]周毅. 谈谈双面铝基印制板的制作[A]. 四川省电子学会印制电路专业委员会、成都市侨台技贸部.四川地区印制电路技术交流会论文集[C].四川省电子学会印制电路专业委员会、成都市侨台技贸部：四川省电子学会，2005：3.

[4]. 优化镀覆孔工艺降低双面印制板不良品率——中国电子科技集团公司第二十七研究所印制电路厂QC小组[A]. 中国电子质量管理协会.2004年度电子工业优秀质量管理小组成果质量信得过班组经验专集[C].中国电子质量管理协会：中国电子质量管理协会，2004：4.

[5]BS 123700-003-2001， 质量评估体系.性能详细规范.直通连接的软-硬性双面印制板[S].

[6]杨明莉，任建敏.双面印制板焊接质量的生产控制[J].电子工艺技术，1997（05）：29-32.

（江苏自动化研究所  江苏  连云港  222000）