HASL(喷锡)
FPC板界业所用表面处理
一. 目前FPC板界业所用表面处理有以下几种1.OSP2.电镀锡铅3.电镀纯锡4.化学锡5.喷锡6.电镀金7. 化学金8.化学银二.他们之间的比较.1. 就价格讲: OSP<电镀锡铅<电镀纯锡<化学锡<喷锡<电镀金<化学金2. 就电镀原理解：OSP,化学锡,喷锡,化学金,四种表面处理：他们在制作过程中不需要任何导电线,就可以进行表面处理; 电镀锡铅,电镀纯锡,电镀金三种表面处理一定要有电镀线才可以进行电镀.不然形成不了回路就无法形成相应的表面处理.一般化学方式即不需要导电线的表面处理,其镀层一般较薄,镀不厚,他们一般是通过化学的置换反应方式进行的,但OSP 不一样是经过浸泡涂覆而成而一般电镀的表面处理可以根据客户不同要求进行电镀,其厚度分别如下：3 . 无铅制程:OSP,电镀纯锡,化学锡,电镀金,化学金均可以满足无铅制程,并满足欧盟提出的RoHS要求. 而电镀锡铅+喷锡不符合无铅要求,不满足欧盟提出ROHS要求而将逐渐淘汰.4 . 可焊性比较(公司内部实验所得)其实刚刚进行过表面处理后的新的铜面其焊接性最好,但因其在空气中易产生氧化,故在其表面常进行一些保护,就是我们长说的表面处理,从以上表面处理其可焊性比较如下：OSP>喷锡>电镀锡铅>化学金>电金>电镀纯锡>化学锡三. 电镀金一般情况电镀金都需要先镀镍,其作用是作为金层的底层的耐磨性,同时阻挡基体铜向金层扩散,镍层厚度一般不低于2-2.5um镍层目前分为硫酸镍与氨基磺酸镍,氨基磺酸镍内应力小较柔软,硫酸镍内应力大,在FPC行业一般不用硫酸镍.电镀金常分两种,一种是板面镀金和扦头镀金,板面镀金,其金层要求较薄镀层厚度一般为0.03um-0.1um具有良好的导电性和可焊性.扦头镀金俗称金手指镀金.镀的是硬金,这是一种含有CO,Ni,Fb,Sb等金属元素的合金镀层,合金元素的含量约为0.2%其硬度,耐磨性都高于纯金镀层,一般的镀金层要求较厚,当然金层越厚其价格越贵,另外电镀金还有一种金为软金,即是电镀纯金这种金层常用做Bonding用,电镀金是在外界电流的情况下才可以镀故需要每个Pad 均可牵线且允许牵线才可以施镀.四. 化学镍金(EN/IG –Electroless Nikel and Immersion Gold)化学镀镍是利用镍盐溶液在强还原剂次亚硫酸钠的作用下,使镍离子还原成金属镍同时次亚硫酸盐分解析出磷,因而在具有催化表面的镀件上获得Ni-P合金层,浸金是一种无须还原剂的典型置换反应,当化学镍表面进入到浸金槽液中,镍层被溶解抛出两个电子的同时其金属也随即自镍表面取得电子而沉积在镍金层上,一旦镍表面全被金层所盖满后金层的沉积反应逐渐停止,很难得到相当的厚度, 一般化金厚度为0.03-0.1um,化学镍金层中,化学镀镍是主体,化学金只是为了防止镍层纯化,一般化学镀镍层厚度为2-5um沉金层为0.03-0.1um由于无电沉积的化学镀层,镀层厚度均为一致,可以到达施镀的任何部位, 具有可焊,导电,散热功能.五.喷锡(HASL)喷锡学名为热风整平,它的功能原理是印制板浸入熔融的焊料中,再利用热风将印制板表面及孔内多余焊料去掉,剩余的焊料均为涂覆在焊盘及和孔内无阻焊膜的线路,表面焊接,及封装的焊盘上,一般是230-240℃2-3S, 此种表面处理他的缺陷是厚度不均匀,对于FPC板易造成压伤折皱,另外HASL在Pitch 小于o.5mm时无法用HASL,常易造成短路,架桥.六. OSPOSP是(organic solderability preserVatives)的英文缩为,意为有机保焊剂,是在干净的铜面形成的一种保护铜面不生锈的保护膜,但在焊接前又能被稀酸或助焊剂所迅速除去. 而令裸铜表面瞬间仍能展现良好的可焊性一般膜厚为0.35um.优点是焊盘平坦,可平稳的作SMT锡膏印刷与放置芯片,能替代HASL与化镍金.但有以下缺点:1.不耐多次焊接,OSP透明不易测量,目视难以检查.OSP Rework必须特别小心.七. 镀锡铅镀锡铅的原理是在电流的情况下在板面镀上63%锡及37%的铅,其优点是较容易的控制客户要求的镀层厚度且平整,一般情况下的厚度为4-10um,但是为了焊接的可靠度,客户也会将镀层厚度提高,但是厚度越高其在压合时易形成锡短.另锡铅焊接性能优异,因锡与铅是当前锡与任何合金组合熔点最低的一种组合.降低了焊接温度,相应的也降低了与之相配套使用的材料及电子组件的耐温要求.八. 化学锡与电镀锡目前所开发出来的化学锡与电镀锡,是应无欧盟无铅技术的要求产生的, 因铅对于人体及环境有害, 铅在人体内的积累会引起神经系统的紊乱, 对血液系统和肾产生不良影响.化学锡:一般的厚度为0.5um—1um, 化学镀纯锡可以得到精细.致密.纯锡的沉积层.优点:无铅,减少热应力对FPC产生的影响, 可多次焊接,表面平整.缺点:易氧化,应尽快用,不要储存太长时间,焊接时用无铅焊料,温度要求高,REFLOW一般要求260度.电镀纯锡:其厚度可根据客户要求镀厚优点: 无铅,可多次焊接,表面平整.缺点:焊接时用无铅焊料,焊接温度高,REFLOW温度一般要求260度.九.FPC成品表面处理工艺-储存期限储存环境: 温度: 25±5℃相对湿度: 60±5%1. 电镀镍金处理: 储存期限: 12个月(真空包装) 10个月(一般包装)2. 化学镍金处理: 储存期限: 10个月(真空包装) 6个月(一般包装)3. 电镀锡铅处理: 储存期限: 8个月(真空包装) 5个月(一般包装)4. 化学锡处理: 储存期限: 3个月(真空包装) 1个月(一般包装)5. 水性松香(OSP)处理: 储存期限: 3个月(真空包装) 1个月(一般包装)6. 电镀纯锡处理: 储存期限: 10个月(真空包装) 6个月(一般包装。
喷锡工艺介绍
热风整平，俗称：喷锡，英文：Hot Air Solder Level （缩写HASL）或 Hot Air Leveling（缩写HAL）。
是印制电路板表面处理的方式之一。
它的工作原理是利用热风将印制电路板表面及孔内多余焊料去掉，剩余焊料均匀覆在焊盘及无阻焊料线条及表面封装点上。
热风整平的工艺比较简单，主要是：放板（贴镀金插头保护胶带）－热风整平前处理－热风整平－热风整平后清洗－检查。
热风整平的工艺虽然简单，但是，若想热风整平出优良合格的印制电路板还有很多的工艺条件需要掌握，例如：焊料温度，空气刀气流温度，风刀压力，浸焊时间，提升速度等等。
这些条件都有设定值，但工作时又要根据印制电路板的外在条件及加工单的要求相变化，例如：板厚，板长。
不同的单面，双面，多层板。
它们所采用的条件是有差异的，只有熟悉掌握各种工艺参数，根据印制电路板的不同类型，不同要求，耐心，细致，合理的调整机器，才能热风整平出合格的印制电路板。
在热风整平中常常会出现以下一些常见的问题根据工作经验提出了一些解决方法仅供参考。
一、热风整平抽风口滴残液，这种现象是从热风整平的抽风口向下滴流黄色液体，这种液体主要是整平时被抽风口吸入的助焊剂。
天长日久积于抽风管道内，无法排出，便顺抽风口四周滴落，滴落在什么地方都有，像热风管道，风刀口处，风刀口上保护盖滴落最多，有时，在工作中也会滴于操作员的头上，工作服上，在下班关闭抽风后滴下的残液最多，例如热熔，这些液体覆于设备上，时间久了对设备的残蚀很大。
可参考脱排油烟机的结构，在抽风口上做一个漏斗型铁丝网引流残液，可减小或解决这种情况，可以在漏斗网下端引入地沟或放入废液槽，这样做好后，残液在从抽风口向下流动的过程中，流经铁丝时，会有一大部分残液沿铁丝流下。
并且多做几个备用如腐蚀坏了可更换。
二、热风整平时戴的手套，在热风整平时通常是采用帆布手套，将一付手套套入另一付手套戴在手上进行工作，时间稍长助焊剂便浸入手套里边去了，这时手套的隔热能力就大大减小了，而且，助焊剂浸到手上对手也有一定的伤害．这种浸入了助焊剂的手套洗涤后还能再用一次，但效果不好，由于帆布变软，助焊剂浸入的速度非常快且量大，建议采用浸塑手套里面在加一个细帆布手套，关键的问题是：这种橡胶手套的大小要合适，隔热要好，而且柔软度好。
HASL(喷锡)
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HASL - 喷锡
助焊剂的选择 助焊剂要考虑的是它的粘度与酸度（活性），其适用范 围和产品的种类，制程以及设备有很大的关连。 譬如，水平喷锡的助焊剂粘度的选择，就必须较垂直喷 锡低很多。因水平喷锡之浸锡时间短，所以助焊剂须以 较快速度接触板面与孔内。
HASL - 喷锡
B、流程 、 不管是垂直喷锡或水平喷锡，正确的制造流程一样如下：
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HASL - 喷锡
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HASL - 喷锡
G、整平 、
当板子完全覆盖锡铅后，接着经高压热风段将表面孔内多余的锡铅吹 除，并且整平附着于PAD及孔壁的锡铅。 此热气的产生由空压机产生的高压空气，经加温后，再通过风刀吹出 。 其温度一般维持在220~265℃。（垂直220~245 ℃ ，水平245~265 220~265 220~245 245~265 ℃） 温度太低，会让仍是液状的锡铅表面白雾化及粗糙。 温度太高则浪费电能、损坏板材及绿油。 空气压力的范围，一般在12~30psi之间，视下列几个条件来找出最佳 压力： 1.设备种类 设备种类
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锡槽中铜含量对焊接质量影响初探
锡槽中铜含量对焊接质量影响初探摘要本文通过对波峰焊和热风整平（HASL）工艺锡槽中铜含量升高所导致的产品最终焊接不良问题原因的探讨，分析了铜含量升高所带来的危害及其常用的降铜处理方法。
中图分类号：TG151 文献标识码：AInfluence of Copper Content in Tin Bath to Welding QualityLI Xiancheng(The Three Ggorges Hydroelectric School, Chongqing 404160)AbstractThis article through discuss the reason for the problem that the product eventually welding bad that caused by copper content rise wave soldering and hot air solder leveling (HASL), then analyses harm of copper content rising brings and common used method to deal with it.Key wordshot air solder level tin bath; copper content; Cu6Sn5; reduce copper content在我国电子产品生产企业中，目前因焊点质量不良导致的不良产品数量约占企业不良产品总量的60%以上，在有的企业甚至高达80%。
影响焊点质量的因素很多，如焊接合金质量、生产工艺条件、PCB层压材料质量、元器件、机械负荷条件等都能导致不良焊点的产生，针对这些因素对焊点质量的影响已经有了较为成熟的分析和处理方法。
但在电子产品整机生产企业与其PCB供应商之间，具有相似工艺处理环节的波峰焊和热风整平（HASL）工艺锡槽中铜含量升高所导致的产品焊接不良问题较少有人进行进一步的探讨，锡炉内的铜皆因助焊剂、锡等的浸蚀，将PCB线路上的铜日积月累地带进锡炉，成为焊锡的污染物。
什么是HASL 和OSP
表面平整，保护膜均匀一致，适用于细线条、细SMT间距，成本低，操作温度低，对板料无伤害，易于返工返修。
缺点：
不耐酸，高湿环境会使其焊接性能受到影响。打开真空包装后，要求在尽可能短的时间内焊接完成
HASL(Hot Air Solder Level) HASL工艺俗称喷锡，是将PCB浸入熔融的焊料中，再通过强热风将表面及孔内的多余焊料吹掉，得到一个光亮的涂层。有铅喷锡熔炉温度为240度左右，无铅熔炉温度高达300度，加上操作环境高温高蚀，对PCB危害极大，而且表面平整性远不及化学处理的表面好 优Leabharlann ： 焊锡性佳，可靠度优良
缺点：
较差的流平性及塞孔问题，对绿油、板材及层压结合力有较高要求，存在板弯、板翘的隐患，避免的方法是需使用高Tg板料及PP，仅板材成本增加100元m2（以双面板计算）
ssyyff 2007-01-16 0845
Thank for very much! very professional
fish2323 2007-01-16 0859
指的均是PCB表层之处里
HASL (Hot Air Solder Leveling) 喷锡板
OSP (Organic Solderability Preservatives) 有机可焊保护膜
还有其他PCB制程分别是...
ENIG (Electroless Nickel Immersion Gold) 化镍浸金(化金板)
什么是HASL 和OSP
请教 什么是 HASL 和OSP
s-dog 2007-01-16 0841
是两种不同的线路板表面处理方式。
OSP(Organic Solderability Preservative) OSP工艺在20世纪90年代开始运用，它是将裸露的印制板浸入一种水溶液中，通过化学反应在铜表面形成一层厚度为0.2-0.3um的憎水性的有机保护膜，这层膜能保护铜面避免氧化，保证焊接。在21世纪初，OSP的第五代产品已经能够满足无铅焊接的要求，并且可以耐3次RF.
喷锡、熔锡、滚锡、沉锡、银及化学镍金制程术语手册
喷锡、熔锡、滚锡、沉锡、银及化学镍金制程术语手册喷锡、熔锡、滚锡、沉锡、银及化学镍金制程术语手册1、Blue Plaque 蓝纹熔锡或喷锡的光亮表面，在高温湿气中一段时间后，常会形成一薄层淡蓝色的钝化层，这是一种锡的氧化物层，称为Blue Plaque。
2、Copper Mirror Test 铜镜试验是一种对助焊剂(Flux)腐蚀性所进行鉴别的试验。
可将液态助焊剂滴在一种特殊的铜镜上(在玻璃上以真空蒸着法涂布500A厚的单面薄铜膜而成)，或将锡膏涂上，使其中所含的助焊剂也能与薄铜面接触。
再将此试样放置24 小时，以观察其铜膜是否受到腐蚀，或蚀透的情形( 见IPC-TM-650 之2.3.32节所述)。
此法也可测知其它化学品的腐蚀性如何。
3、Flux 助焊剂是一种在高温下，具有活性的化学品，能将被焊物体表面的氧化物或污化物予以清除，使熔融的焊锡能与洁净的底金属结合而完成焊接。
Flux原来的希腊文是Flow(流动)的意思。
早期是在矿石进行冶金当成"助熔剂"，促使熔点降低而达到容易流动的目的。
4、Fused Coating 熔锡层指板面的镀锡铅层，经过高温熔融固化后，会与底层铜面产生"接口合金共化物"层(IMC)，而具有更好的焊锡性，以便接纳后续零件脚的焊接。
这种早期所盛行有利于焊锡性所处理的板子，俗称为熔锡板。
5、Fusing Fluid助熔液当"熔锡板"在其红外线重熔(IR Reflow)前，须先用"助熔液"进行助熔处理，此动作类似"助焊处理"，故一般非正式的说法也称为助焊剂(Flux)前处理。
事实上"助焊"作用是将铜面氧化物进行清除，而完成焊接式的沾锡，是一种清洁作用。
而上述红外线重熔中的"助熔"作用，却是将红外线受光区与阴影区的温差，藉传热液体予以均匀化，两者功能并不相同。
无铅喷锡（HASL）润湿不良问题及对策
无铅喷锡（HASL）润湿不良问题及对策常成祥;王振荣【摘要】针对东莞康佳电子有限公司生产无铅喷锡（HASL）PCB板时所遇到的焊盘润湿不良问题，采用了正常PCB板材与异常PCB板材对比，对smt生产制程条件进行内检等方法措施，以及最终对焊盘异常的PCB送国家级实验室5所分析结论确认焊盘润湿不良问题的主要表现为锡膏对PCB焊盘润湿不良．造成不良的主要原因与PCB焊盘HASL表面不平整以及焊盘已发生合金化降低其可焊性有关。
并在批量生产中采取烘烤箱使用1053±5℃，烘烤4小时烘烤PCB和使用酒精擦洗PCB焊盘来减少润湿不良的方法措施保证生产。
%This article in view of Dongguan Konka Electronics Company Limited production of Heat Air Solder Level PCB board encountered by the pad poor wetting problems. Using the normal PCB contrast with anomalies PCB, On SMT production process conditions were seized and other measures, And final send the poor wetting pad in PCBs to National Lab.5 Analysis confirmed the pad wetting the main show of the problem for the solder paste on the PCB pad poor wetting, The main cause of adverse with the PCB pad HASL surface roughness and pads have been alloying reduces its weldability, In mass production is adopted in the baking oven using 105±5℃ ,4 hours of baking PCB and the use of alcohol scrub PCB pads to reduce wetting method measures to ensure production.【期刊名称】《电子设计工程》【年(卷),期】2012(020)015【总页数】4页(P124-127)【关键词】HASL;热风整平;无铅喷锡;缩锡;润湿不良;拒焊【作者】常成祥;王振荣【作者单位】东莞康佳电子有限公司，广东东莞523685;陕西省电子信息产品监督检验院，陕西西安710004【正文语种】中文【中图分类】TM205.12003年1月欧盟议会和欧盟理事会通过了RoHS指令，即在电子电气设备中限制使用某些有害物质指令，也称2002/95/EC指令，2005年欧盟又以2005/618/EC决议的形式对2002/95/EC进行了补充，明确规定了六种有害物质的最大限量值。
osp培训教材
二、宏泽电子F22G系列药水介绍
*
F22G應用及特性
應用： 印刷電路板(PCB、FPC) 與IC載板之無鉛焊墊 特性 ： 低成本表面處理技術 均勻的保護膜，提供最平坦的焊墊表面 較低的表面離子污染度 只在銅面上形成皮膜，防止金面上的變色污染 耐熱性優異,經多次迴焊處理後仍有極佳的焊錫性 優異的耐濕性，具有一年的保護銅能力 相容於無鉛化 (Lead-free) SMT製程 相容於免洗型（No-Clean）SMT製程 非揮發性溶劑之水溶性溶液，安全性高 低溫操作，增加電路板結構穩定性 化學性質溫和、不攻擊防焊綠漆
*
OSP的耐热性
OSP的耐热性是无铅化焊接过程中的核心问题.由于OSP的组成中,不仅含有高活性咪唑类与新鲜铜表面形成牢固的络合体,而且在无铅焊接高温度下不发生分解和逸出气体,因此要采用高分解温度OSP产品.目前,主要走向采用耐热性高的烷基苯基咪唑类组成. 烷基苯基咪唑类的热分解温高达354.7℃衍生式苯基咪唑类的热分解温度为240~260 ℃之间.因此,烷基苯基咪唑类的OSP明显地提高了分解温度和耐热性,完全适宜于无铅化焊接温度下多次回流焊接的应用.
绿油限制
有
有
有
无
无
焊点IMC
Cu6Sn5
Ni3Sn4
Cu6Sn5
Cu6Sn5
Cu6Sn5
*
4、有机保焊剂（OSP）的未来
有机保焊剂（OSP）又可称耐热预焊剂.从目前来看，由于OSP较好地解决了无铅化焊接过程中的保护性、耐热性和可焊性的基本要求，加其成本低和制造工艺过程简单，因此，耐热型/高温型的OSP还会得到快速的发展，其市场占有率还会进一步提高。OSP除了具有保护性、耐热性和可焊性的基本要求外，还具有其它突出的优点，如：生产过程最简单和稳定，OSP的生产过程仅为微蚀、预浸、上有机膜、烘干几步；返工/存储过期处理最简单，不会损伤PCB和增加厚度；在所有表面涂覆(镀)层中成本最低.这些优点也决定着OSP在无铅化焊接中的地位提高和市场继续扩大.
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输送进表面沾有熔融态锡铅之滚轮，而将一层薄 的锡铅转移至板子铜表面。
目前仍有低层次单面硬板，或单面软板使用此种 制程。
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• 垂直喷锡
制程：垂直将板子浸入熔解的热锡炉中，再将多余锡铅以高压空 气将之吹除。此制程逐渐改良成今日的喷锡制程，同时解决表面 平整和孔塞的问题。
但是垂直喷锡仍有很多的缺点，例如受热不平均，Pad下缘有锡 垂(Solder Sag)，铜溶出量太多等。
线路板铜面处理工艺
一、上松香 二、OSP（Cu-106A，Cu-106A（x），Cu-56 ） 三、沉锡 四、沉银 五、沉/电金 六、喷锡（37/63铅锡、锡合金）
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• 水平喷锡
1)1980年初期，水平喷锡被发展出来. 2)其制程能力，较垂直喷锡好很多，有众多的优点。 • 细线路可做到5~8mil Pitch以下。 • 锡铅厚度均匀也较易控制。 • 减少热冲击，减少铜溶出以及降低IMC层厚度。
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微蚀→水洗→[酸洗（中和）] →水洗→热风干
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微蚀是关键步骤，若能控制微蚀深度在 0.75~2.0μm(30~80μin)以上，则可确保铜面之有机污 染去除干净并起到粗化铜表面的作用。 至于是否须有后酸洗（中和）；则视使用微蚀剂种类， 见下表：
有些公司的预热放在Coating flux之后，但根据实验显示 如此会将flux中的活性成份破坏，而不利于吃锡。 不管用何种方式，均匀与完全的涂覆是最为主要的。
180º
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C、贴金手指保护胶 目的在保护金手指以免渗锡，其选择很重要，要能耐热、 贴紧、不留残胶。
D、前清洁处理 主要的目的是将铜表面有机污染氧化物等去除，一般Байду номын сангаас 处理方式如下:
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导师：宋国平 Guoping.Song@
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课堂守则
槽液寿命，视铜浓度而定，所以为维持etch rate的稳定 ，可以分析铜浓度来控制添加新鲜的药液。 一般要求Cu2+浓度小于40g/l。
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E、预热 预热段一般使用于水平喷锡，其功能有四： 一、减少进入锡炉时对板面的热冲击； 二、避免塞孔或孔小； 三、接触锡炉时较快形成IMC-Intermetallic Compound 以 利上锡； 四、减轻锡缸负荷。
微蚀剂种类
FeCl3 NPS+H2SO4 H2O2+H2SO4
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微蚀的最佳方式，是以水平喷洒的设备为好，维持一定的 微蚀速率，以及控制后面水洗，热风吹干间隔的时间，防 止再氧化的情形出现；并和喷锡速度密切搭配，使生产速 率一致。
属于前制程严重的问题，例如S/M残留，或者显影不净问 题，则再强的微蚀都无法解决这个问题。
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前处理的好坏，有以下几个因素的影响： • 化学剂的种类 • 活性剂的浓度（如氧化剂，酸） • 温度 • 作用时间 • 喷射压力
如不能加进此程序，浸锡时间须增加，尤其是厚度大于 1.6mm的厚板；水平方式则一般采用IR机做预热，in-line 输送以控制速度及温度。
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E、预热 以1.6mm厚度而言，其预热条件应维持表面温度在 70~130℃间。 若板子是高层次，以及内层为散热层，则热传效果是非 常重要的。
• 请将通讯工具调到震动状态。
• 请勿在上课期间，随意进出，以免影响其他同事。
• 请勿交头接耳、大声喧哗。
• 如有特殊事情，在征得培训导师的同意的情况下， 方可离场。
以上守则，各位学员共同遵守
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主机示意图
• HALCO350
上行辘 Top Roller
下锡槽口 Exit Slot 2.0mm
中心线 Nip-line
4º 0º 90º
180º
0.5~1.0mm
0.25~0.5mm
下行辘 Bottom Roller
0.15mm
刮锡刀 Guide
0.30~0.75mm
1.0~2.0mm
0º 6º 90º
B、流程
HASL - 喷锡
不管是垂直喷锡或水平喷锡，正确的制造流程一样如下：
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