深度解析SMT工艺中金手指沾锡的原因和解决方法，一步步助你成为SMT工艺大咖！

                                                                                                   





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金手指（Gold Finger）在电脑内存条、显卡上，我们可以看到一排金黄色的导电触片，它们被叫做“金手指”。PCB设计制作行业中的金手指（Gold Finger，或称Edge Connector），则藉由connector连接器的插接作为板对外连接网络的出口。


一
金手指沾錫检验标准




在SMT业界中，有生产过金手指产品的工厂，或许都碰到过金手指沾锡的问题。由于沾锡的金手指会影响产品的电气连接性能，所以对于沾锡不良都有着严格的要求，同时在对沾锡金手指的返修时，要求有熟练的技巧和昂贵的成本。基于以上的原因，工厂都严格的控制着生产工艺以减少并杜绝金手指沾锡的情况。本篇我们就以（以下简称X工厂）的实际案例，来说明可能导致金手指沾锡的工位和正确的作业方法来避免金手指沾锡。




二锡膏扩散验证     目前X工厂内金手指产品的基板供应商有两家，A厂商提供的基板，沾锡不良率在1%-1.5%之间，B厂商提供的基板，沾锡不良率在0.5%左右，两种基板使用相同的工艺和流程。我们已A厂商提供的基板进行改善实验。首先了解一下X工厂金手指产品的工艺流程    X工厂对于金手指沾锡接受的判定标准为：金手指长度的上下1/5区域的沾锡直径小于0.3mm以内，中间3/5区域沾锡直径小于0.1mm为可接受范围    根据X工厂对于沾锡可接受的要求，我们先来进行一个实验，来了解当金手指沾到多少颗锡珠的时，过炉会超出接受标准。我们选择锡膏的直径是目前市场上普遍选用的20—38μm，首先沾一颗锡粉颗粒（35μm直径），过炉后扩散的直径为280μm，按照检验标准，当沾锡部位在金手指上下1/5区域内为可接受范围，中间3/5区域判定为不合格。我们再实验，当沾有两颗锡珠时（82μm直径），过炉后扩散的直径为383μm。通过以上的实验得知，需要杜绝金手指与锡膏的接触，因为只要有一颗锡粉颗粒沾到金手指上，就可能会导致超出标准，别判为不合格品。    作业和设备分析、改善提案     接下来我们就对X工场内金手指容易沾到锡的人员作业、印刷工位进行分析，并提出正确的作业方式。

     课题一：人员贴金手指胶带作业和环境的影响    分析：X工厂生产前首先是由产线的作业人员（非印刷站作业人员）从仓库领取真空包装的PCB板后，在SMT车间的办公区域进行贴金手指胶带，然后投入至产线生产。从目前的作业流程有以下几个问题点，基板的领取人由产线作业人员，贴胶带在SMT车间的办公区域，这样都有接触到锡粉颗粒的可能性。     改善提案：为杜绝锡粉接触到基板的情况，领取基板和贴金手指胶带的人员由非产线人员进行，可以由生产部助理或分配专职人员进行。同时贴胶带的区域可选择生产人员不使用的会议室或与产线分离的办公区域，对于所使用的工、治具的存放同样需与产线隔离，以上作业的目的是让金手指在贴上胶带前，不会接触到锡粉颗粒。    提案效果：X工厂采用此改善提案实行了一月的作业模式，不良由原来的1.5%降到了0.9%，不良率减少了40%。一个月后再次恢复原来的作业模式，金手指沾锡不良率又恢复到了原来的水平（如图5）。通过此实验，说明金手指沾锡不良与作业人员和环境有着直接的关系，但还有其它因素导致金手指沾锡。

    课题二：印刷工位的影响 分析：印刷工位站锡膏与基板非印刷部分的接触几乎是无法避免的，所以为了减少锡粉与金手指接触，5S工作至关重要。同样我们通过一个简单的实验来了解如果当锡膏沾到胶带表面或是胶带边，回流后会不会导致金手指沾锡,首先请基板供应商提供一些报废的基板，按照正常的作业贴金手指胶带。人为在金手指胶带表面和胶带边沾些锡膏 正常的回流温度回流 拆除胶带，检查金手指表面

    通过以上的实验，发现沾到胶带表面的锡膏，融化后不会渗透至金手指表面，同时也可证明当炉温设置不当或有爆锡的情况出现也不会导致金手指沾锡。     基板印刷都是接触印刷，所以接下来我们再进行一个实验来验证沾到金手指表面的锡粉颗粒，是否在刮刀的压力下压破胶带，渗透至金手指表面，炉后造成沾锡。实验步骤： 在金手指胶带上沾少量锡膏 把基板投入印刷机印刷 通过放大镜检查金手指胶带有无破损     通过实验检查胶带无破损，并确定X工厂所使用的胶带厚度及品质符合要求。同时为减少锡粉颗粒对胶带的挤压，对于金手指部分的支撑需采用支撑pin    改善提案：印刷站5S工作的好坏，可以通过生产金手指产品明显的体现出来，所以从送板站的周转箱到印刷机及印刷工作台的清洁工作都非常重要。对于目前X工厂的实际，提出以下几点改善： 使用的周转箱可区分为金手指产品专用 针对金手指产品设定标准的支撑Pin位置图，不直接支撑金手指 设定符合印刷品质的印刷、清洗的参数、并标准化 印刷不良的基板清洗需在专门区域进行，同时需制定清洗、检查、重新投入生产的标准作业指导书 印刷站工作人员需严格按照作业标准，以及要有强烈的5S观念 改善效果：通过以上的改善方案，A基板由最初的1.5%不良降到了0.65%左右，同时B机种也采取相同的措施，由0.5%不良降到了0.2-0.3%（如
三改善建议一、基板原材不良     X工厂实施了以上的改善措施，但A基板的沾锡不良仍然在0.65%左右，而B 基板则降到了0.2-0.3%，而两者都使用相同的工艺。这里有一个因素不能够被忽略，就是基板原材的问题。如果金手指的镀金层厚度太薄，在高温回流时会露出底层的镍合金，而镍合金的颜色、外观与沾锡相识，很难判别（通过分析成分确定是否为锡膏）。这部分的改善需要请基板厂商协助，共同解决。 二、网板开孔     一般工厂在制作网板时，除特殊元件需要扩孔或缩孔外，其它都按1：1开刻。但对于金手指产品，工厂如果没有选择用胶带保护金手指，直接用于生产时。附着在绿油上的锡粉颗粒在熔融状态下有滚到金手指上造成沾锡的可能性存在，所以网板在开刻时，保证焊接品质的情况下可适当的缩孔，以减少锡膏印刷至绿油的情况，同时更要保证印刷位置的精度。三、贴片压力和回流     机器在设定贴装压力时，同样需保证锡膏不会被元件挤压出焊盘，原理与锡粉在绿油上的性质相同。 而对于回流部分，升温斜率需依照锡膏特性来设定，防止爆锡现象的发生；同时需保证炉内的清洁，避免热风循环时，锡粉颗粒沾至金手指部分，导致不良。 网板开孔、机器贴装压力和回流工位的注意点，对于未贴金手指胶带生产时，需要进行具体的分析并提出符合实际的改善提案。
四金手指沾锡清除方法    1) 对于金手指的清洗方法，你可试着用IPA溶液去清洗一下==> 效果不错 2) 无水乙醇清洗==> 效果:有时存在金手指变色的问题, 无水乙醇清洗已经是目前又经济又实惠的办法了，清洗后对后面的加工没有任何不良影响。 3) 鍍金液==> 效果:绝对好,但是价格好象比较昂贵的, 而且金水有毒！ 4) 丙酮==> 效果:不怎么样
5) 洗板水（碘铜水） 6) 橡皮擦去慢慢擦




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