Návod na chemický cín Ormecon

ORMECON CSN je metoda cínování měděných povrchů. Odpovídá všem moderním požadavkům na plošné spoje. Výhody :

  • Vytváří naprosto rovné povrchy pro technologii SMD
  • Dlouhodobá skladovatelnost neosazených plošných spojů
  • Úspora energie a nákladů ve srovnání s HALem
  • Je možno použít "košovou techniku"
  • Vhodné i pro velkovýrobu v horizontálních linkách
  • Jednoduché řízení a kontrola procesu
  • Jsou použitelné všechny běžné nepájivé masky jako ochrana před cínováním

Navíc oproti jiným chemickým metodám cínování nabízí ORMECON :

  • Vylučování čistého cínu i při vysokém obsahu mědi v lázni
  • Až o 50 % delší životnost cínovací lázně
  • Výrazné snížení difúzní vrstvy
  • Ochrana před oxidací
  • Vícenásobné pájení i s mezi skladováním
  • Specifikace : stárnutí 4 hodiny při 155 °C, 3x Reflow, 1x pájecí vlna

ORMECON CSN je složen ze tří složek :

  • ETCH 7000 je roztok na zaleptávání mědi na bázi peroxidu vodíku. Odstraňuje oxidy z povrchu mědi. Lze použít i jiné tuzemské zaleptávače
  • ORMECON PCB 7000 je disperze organického kovu a nanáší se jako mezivrstva mezi měď a cín.To zajišťuje optimální přípravu pro následné chemické cínování. Tenká vrstva ORMECONU ( pouze 0,08 um ) zabraňuje difúzi mědi do cínu a udržuje tak schopnost pájení cínového povrchu po dobu potřebnou v praxi
  • CSN 7001 je chemická cínovací lázeň. Pokryje selektivně měděný povrch tenkou, rovnoměrnou vrstvou cínu o síle 0,8 um. Je specielně sladěna s PCB 7000

Schéma pracovního postupu ORMECON CSN

jako vstup je DPS s nepájivou maskou, která kryje měděné spoje a jsou odhaleny jen měděné pájecí plošky a otvory.

  • Mikroleptání , T= 30 °C, t= 2 minuty
  • Oplach
  • ORMECON PCB 7000, T= 23 °C, t= 1 minuta
  • Oplach
  • CSN 7001, T= 60-65 °C, t= 9 – 20 minut
  • Teplý oplach, T= 40 °C
  • Oplach
  • Lze též zařadit demi vodu nebo antitarnisch
  • Sušení

ORMECON PCB 7000

je disperze organického kovu ORMECON a nanáší se mezi měď a cín. Tím se optimálně připraví povrch mědi na následné pocínování. Tenká vrstva ORMECONU ( pouze 0,08 um ) zabraňuje difúzi mědi do cínu a udržuje tak schopnost pájení cínového povrchu po dobu potřebnou v praxi.

Návod na nasazení 100 l lázně ORMECON PCB 7000

Název přípravkuMnožství lMnožství kgMnožství lMnožství kg
PCB 7000 pufr2,22,50,770,875
PCB koncentrát5,05,01,751,75
Demi voda92,592,532,332,3

 

Pokyny k nasazení lázně

Připravit do vany vodu, přidat PCB 7000 pufr, dobře promíchat, potom přidat PCB 7000 koncentrát a znovu dobře promíchat.
Pozor!!! Bezpodmínečně nejprve připravte vodu a vždy dbejte na důkladné promíchání, protože jinak se mohou vytvořit vločky!! Pufr a koncentrát jsou v koncentrované podobě nesnášenlivé a nesmějí se vzájemně smíchat, dokud není jedna z komponent zředěna v celém množství vody.

Provozní podmínky

Teplota21 0C +-3 0C 
Doba expozice1 minuta 
Výtěžnostod 1,5 ml ( horizontální zařízení ) do 7,5 ml ( vertikální zařízení ) PCB 7000 koncentrátu na m2 přířezu 
Materiál vannádoby z PVC, PP, GFK s odolností min 30 0C.Pozor!! Žádné kovové díly! Žádné filtrační zařízení!!
Ohříváníve vytápěných místnostech není nutné 
Pohybje potřebný, 0,2 – 0,5 m/min se zdvihem 15 – 30 mm. 
Odsávánínení nutné 

 

Kontrola lázně ORMECON PCB 7000

Doplňující procedura mezi analýzami
přidat 5,0 ( 1,0 ) ml PCB 7000 koncentrátu a 2,5 ( ( 0,5 ) ml pufru na jeden čtvereční metr pokovené plochy přířezů. V závorce jsou hodnoty pro horizontální zařízení.
Doplnit demi vodou objem lázně a dobře zamíchat
Analyzovat PCB 7000 a doplňovat po každých prošlých 7 m2 pokovené plochy

Způsob doplňování lázně

doplnit objem demi vodou po značku a dobře promíchat
analyzovat a nastavit koncentraci ORMECON ( 70 – 120 % ).
Dodržovat obsah pufru a kontrolovat pH

Analýza fotometricky

dobře promíchat lázeň
1 cm kyvetu naplnit touto lázní
změřit absorpci při 430 nm ( E4 ) proti demi vodě jako srovnávací vzorek
změřit absorpci při 800 nm ( E8 ) proti demi vodě jako srovnávací vzorek

Výpočet

ORMECON koncentrace ( % OM )( % )= ( E4 + E8 ) x 28,57

Pracovní rozsah

ORMECON koncentrace musí být v rozmezí 70 – 120 %, optimum je 100 %

Doplnění

Přidat 0,5 ml PCB 7000 koncentrátu a 0,25 ml PCB 7000 pufru na každé % a každý litr objemu lázně chybějícího PCB 7000

Hodnota pH

Změřit pH lázně při teplotě 20 0C. Rozmezí hodnot je mezi 1,3 – 2,7. Optimum je 2,0.

Doplnění

Hodnota pH se upravuje přidáním pufru spolu s koncentrátem. Normálně není třeba přidávat ještě pufr. Pokud je hodnota pH mimo pracovní rozsah, informujte prosím svého dodavatele.

Barva

Lázeň musí být stále zelená. Musí se v pravidelných intervalech kontrolovat se standardem a změna barvy, zakalení nebo sražení se musí kriticky posuzovat. Změna barvy lázně ze zelené do modré ukazuje, že hodnota pH stoupla nad 7. V takovém případě se musí lázeň vyměnit.

Projevy vyvločkování

Disperze PCB 7000 není roztok, nýbrž disperze o malých částečkách ( 0,08 um ). Po zhruba třech dnech stání lázně se usadí asi 30% částeček. Přečerpáním nebo zamícháním je lze opět dispergovat. To by se mělo provést vždy před započetím práce. Nesmějí se používat filtry, protože by se tím vychytaly všechny částice ORMECON. Pokud dojde ve velmi krátkém čase ( několik minut po nasypání ) k vyvločkování na dně, je lázeň nestabilní. Může to být způsobeno znečištěním jinými chemikáliemi nebo např. kovem uvnitř vany ( např. topení ). V takovém případě se musí lázeň vyměnit.

Příprava standardu k vizuálnímu porovnání lázně

Koncentrace120 %100 %70 %
Demivoda910 ml925 ml945 ml
PCB 7000 pufr30 ml25 ml20 ml
PCB 7000 koncentrát60 ml50 ml35 ml

 

Při přípravě se přesně dodržuje postup pro přípravu lázně. Standardy by se neměly používat déle, než 3 měsíce.

Chemická cínovací lázeň CSN 7001

Návod k použití

CSN 7001 je chemická cínovací lázeň. Potahuje selektivně měděný povrch tenkou rovnoměrnou vrstvou cínu o tloušťce 0,8 um. Je upravena specielně k použití s ORMECONEM PCB 7000.
CSN 7001 je lázeň připravená k použití.

Provozní podmínky

Teplota65 °C +- 2 °C ( horizontální linka ), 60 °C +- 5 °C ( vertikální linka ) 
Doba zpracování9 minut ( horizont ), 20 minut ( vertikální ) 
Materiál vanyplastická hmota odolná minimálně 80 °C, nejlépe PP. POZOR!! Žádné kovové předměty!!
Pohybje nutný, 0,2 – 0,5 m/ min při zdvihu 15 – 30 mm. 
Cirkulace2 – 3 krát za hodinu 
Odsáváníje nutné 
Filtracenutná, kontinuální 
Pracovní rozmezíkoncentrace cínu = 18 – 22 g/l, optimum je 21,5 g/l 
Výtěžnostod 30 ml ( horizontální ) až po 150 ml (vertikální ) CSN 7001 na m2 přířezu včetně. Až do 120 ml CSN 7010R cínového koncentrátu na m2 měděného povrchu. Doplňujeme-li lázeň pravidelně CSN 7010 R, lze ji používat až do hodnoty mědi 15 g /l. Toho se dosáhne, když se v lázni zpracuje cca 12,5 m2 přířezů na litr objemu lázně. Potom se musí lázeň vyměnit. Při 35 l lázně je to 430 m2  

 

Kontrola lázně CSN 7001

Doplňování mezi analýzami

přídavek CSN 7001 - 100 ( 25 ) ml/m2 zpracovaného povrchu přířezu
přídavek CSN 7010R - 80 ( 80 ) ml/m2 měděného povrchu
Hodnoty jsou pro vertikální ( v závorce pro horizontální ) zařízení.
Doplnit objem demi vodou. Pozor!. Přidávat v malých množstvích! Doporučuje se smíchat demi vodu s CSN 7020 ( 5 ml/ l vody) před přidáním. Zvýší se snášenlivost roztoků.
CSN 7001 analyzovat a doplňovat na každý jeden m2 plochy přířezu.

Postup doplňování

Doplnit lázeň demi vodou nebo lépe demi vodou smíchanou s CSN 7020 v poměru 5ml/ l vody a dobře zamíchat.
Změřit hustotu. Hodnota je 1,23 – 1,25 g/ml při 60 °C nebo 1,25 – 1,27 g/ml při 20 °C.
Nastavit obsah cínu s CSN 7010R na hodnotu 18 – 22 g/l
Nastavit aciditu s CSN 7020 na pH 5 – 8
Nastavit objem náplně s CSN 7010

Analýza

Stanovení cínu

Odpipetovat 5 ml CSN 7001 cínovací lázně do baňky, přidat 5 ml 50% kyseliny fosforné H3PO2, přidat 90 ml demi vody a za stálého míchání přidávat natrium acetát až se dosáhne pH cca 4. Přidat xylenoranž a titrovat 0,1 M EDTA z červeno fialové barvy až do světle žlutého zbarvení. Roztok by měl zůstat během analýzy čirý. Vyvločkování upozorňuje na nestabilní roztok cínu.

Výpočet

Obsah cínu v g/l = spotřeba v ml 0,1 m EDTA x 2,37

Pracovní rozmezí

Obsah cínu se musí pohybovat v rozsahu 18 – 22 g/l, optimum je 21,5 g/l.

Doplnění

doplnit 18 ml cínového koncentrátu CSN 7010R na každý chybějící gram cínu na litr objemu lázně.
Přídavek CSN 7010R v ml = ( 21,5 – Sn ) x 18ml x objem lázně v litrech

Stanovení mědi

Do 25 ml kádinky odpipetovat 0,5 ml lázně CSN 7001, přidat 5,0 ml 25% amoniak, přidat 0,1 ml 10% peroxidu vodíku, vyloučený cín odfiltrovat a roztok naplnit do 1 cm kyvety. Na fotometru měřit absorpci při 635 nm ( E6 ), jako základní linii použít 25% amoniak Na fotometru měřit absorpci při 450 nm ( E4 ), jako základní linii použít 25% amoniak.

Výpočet

Měď v g/l = E6 – E4 – 0,25) /0,0744

Pracovní rozsah

Koncentrace má být menší než 15 g/l.

Acidita

Do Erlen-Mayerovi baňky se odpipetuje 1,0 ml CSN 7001 cínovací lázně, přidá se 74 ml demi vody, 4 – 5 kapek kresolové červeně a titruje se 1,0 N louhem sodným až do fialového zbarvení.

Výpočet

Normalita = spotřeba 1,0 N NaOH

Kontrola

Normalita aktivního roztoku CSN 7001 by měla být mezi 5 a 8. Doplnění CSN 7020 je nutné pouze tehdy, je-li acidita pod 5 nebo vyloučený cín je šedý a flekatý.Postupně přidávat po jednotlivých krocích CSN 7020 po dávkách 5 ml na l objemu lázně a pozorovat, zda se mění vzhled vyloučeného cínu.

ORMECON CSN

Vlastnosti plošného spoje: Povrch s chemickým cínem ORMECON se zpracovává stejně jako povrch s HALem přetavenou pájkou. Podmínkou je přesné dodržení metody a předpisů k zajištění kvality při vytváření vrstvy chemického cínu, které vyplývají z Technických informací.

Pájitelnost: Pájitelnost zcela odpovídá IPC A630 C bod 3. Jako srovnávací test slouží test Rotary-Dipping podle IPC S 804 bod 4.3. Malé vady smáčení na velkých plochách se ještě považují za dobré, tak jak je popsáno v IPC A 600 bod 3. Protože vrstva cínu po metodě ORMECON CSN je slabší než obvykle, liší se tvar smáčení nepatrně díky pájce od tvaru popsaného jako „ přípustný „ v IPC S 815 B, obrázek 18. Zpravidla to vede k tomu, že pájecí očka nejsou pájkou úplně smáčena. Nejde však o negativní vliv na pájitelnost.

Skladovatelnost: Dle PERFAK 2 D je skladovatelnost 12 měsíců od data výroby. Skladovací podmínky : 15 – 35 0C, 45 – 75 % relativní vlhkosti vzduchu, když jsou desky zabaleny v uzavřených PE sáčcích.

SMD pájitelnost:Plošky pro SMD je třeba kontrolovat podle PERFAG 2 D bod 12.1. Pětinásobné pájení, jak je zde popsáno, je bez vad smáčení povrchu.

Rychlotest skladovatelnosti a pájitelnosti: Desky 4 hodiny temperovat při 155 0C, následně tři krát pájet metodou REFLOW, potom provést test pájitelnosti na vlně. Doporučujeme před každým nanesením před osazením testovat plošný spoj, jako letovací vzorek nechat zestárnout a otestovat na pájitelnost.

Přilnavost SMD plošek: Pájené plošky SMD mají přilnavost na epoxidovou pryskyřici a skelnou tkaninu minimálně 1,4 N/mm. Testuje se podle IPC – (tm) 650 bod 2. 4. 8. Jako přípustné teploty a časy dle IPC S 815 B stanoveny : do 260 0C+/- 5 0C, 10 sekund.

Kontrola kvality – přehled: Během výroby se provádějí následující kontroly v pravidelných intervalech, nejméně však po 50 m2/100 l lázně zpracované plochy nebo 1x za týden – podle toho, co nastane dřív.

ORMECON PCB 7000

VlastnostPracovní rozsahPředepsaná hodnota
BarvaZelená – porovnat se standardemZelená
Sytost barvy ( koncentrace )70 – 120 % – porovnat se standardem100 %
Hodnota pH1,3 – 2,72

 

Předpisy pro doplňování musí respektovat:

ORMECON CSN 7001

VlastnostPracovní rozsahPředepsaná hodnota
Koncentrace cínu18 – 22 g/l21,5 g/l
Koncentrace mědi0 – 15 g/lDo 15 g/l
Hustota při 20 °C1,25 – 1,27 g/ml1,25 g/ml
acidita5 - 86,5

 

Je-li maximální hodnota pro koncentraci mědi 15 g/l, musí se lázeň kompletně vyměnit. Respektujte přitom předpisy na doplnění.
Všechny hodnoty se musejí případně korigovat podle předpisů v návodu k obsluze.

Konečný povrch

Vizuální kontrola konečného povrchu. Na rozdíl od známých lesklých povrchů HALu, vznikne zde matná stříbrná, absolutně rovná vrstva cínu. Musí být rovnoměrně světle stříbrná. Jsou-li v cínovém povrchu černé nebo šedé skvrny, zkontrolujte všechny lázně.