Conceptul de fără curățare
⑴Ce este fără curățare [3]
Fără curățare se referă la utilizarea unui conținut scăzut de solid, flux necoroziv în producția de ansambluri electronice, sudare într-un mediu cu gaz inert, iar reziduurile de pe placa de circuite după sudare sunt extrem de mici, non-corozive și au un rezistență ridicată la izolarea suprafeței (SIR). În circumstanțe normale, nu este necesară curățarea pentru a îndeplini standardul de curățenie ionică (standardul militar american MIL-P-228809 nivelul de contaminare cu ioni este împărțit în: Nivel 1 ≤ 1,5 ugNaCl/cm2 fără poluare; Nivel 2 ≤ 1,5~5,0 ugNACl/cm2 de înaltă calitate; Nivelul 3 ≤ 5.0~10.0ugNaCl/cm2 îndeplinește cerințele; Nivelul 4 > 10.0ugNaCl/cm2 nu este curat) și poate intra direct în procesul următor. Trebuie subliniat că „fără curățare” și „fără curățare” sunt două concepte absolut diferite. Așa-numita „fără curățare” se referă la utilizarea fluxului tradițional de colofoniu (RMA) sau a fluxului de acid organic în producția de ansambluri electronice. Deși există anumite reziduuri pe suprafața plăcii după sudare, cerințele de calitate ale anumitor produse pot fi îndeplinite fără curățare. De exemplu, produsele electronice de uz casnic, echipamentele audio-vizuale profesionale, echipamentele de birou ieftine și alte produse sunt de obicei „fără curățare” în timpul producției, dar cu siguranță nu sunt „fără curățare”.
⑵ Avantajele fără curățare
① Îmbunătățiți beneficiile economice: După ce nu ați realizat curățarea, cel mai direct beneficiu este că nu este nevoie să efectuați lucrări de curățare, astfel încât o cantitate mare de muncă de curățare, echipamente, șantier, materiale (apă, solvenți) și consumul de energie poate fi economisită. În același timp, datorită scurtării fluxului de proces, se economisesc orele de lucru și se îmbunătățește eficiența producției.
② Îmbunătățiți calitatea produsului: Datorită implementării unei tehnologii fără curățare, este necesar să se controleze strict calitatea materialelor, cum ar fi performanța la coroziune a fluxului (halogenurile nu sunt permise), lipirea componentelor și a plăcilor de circuite imprimate etc. ; în procesul de asamblare, trebuie adoptate unele mijloace de proces avansate, cum ar fi fluxul de pulverizare, sudarea sub protecție cu gaz inert etc. Implementarea procesului fără curățare poate evita deteriorarea stresului de curățare a componentelor de sudură, deci nu- clean este extrem de benefică pentru îmbunătățirea calității produsului.
③ Benefic pentru protecția mediului: După adoptarea tehnologiei fără curățare, utilizarea substanțelor ODS poate fi oprită, iar utilizarea compușilor organici volatili (VOC) este mult redusă, ceea ce are un efect pozitiv asupra protecției stratului de ozon.
Cerințe materiale
⑴ Flux fără curățare
Pentru ca suprafața plăcii PCB după sudare să atingă nivelul de calitate specificat fără curățare, selectarea fluxului este esențială. De obicei, următoarele cerințe sunt impuse fluxului fără curățare:
① Conținut scăzut de solide: mai puțin de 2%
Fluxurile tradiționale au un conținut ridicat de solide (20-40%), un conținut mediu de solid (10-15%) și un conținut scăzut de solid (5-10%). După sudarea cu aceste fluxuri, suprafața plăcii PCB are mai multe sau mai puține reziduuri, în timp ce conținutul solid al fluxului fără curățare trebuie să fie mai mic de 2% și nu poate conține colofoniu, deci practic nu există reziduuri pe placă. suprafata dupa sudare.
② Non-coroziv: fără halogeni, rezistență la izolarea suprafeței> 1,0 × 1011Ω
Fluxul de lipit tradițional are un conținut ridicat de solide, care poate „înveli” unele substanțe nocive după sudare, le poate izola de contactul cu aerul și poate forma un strat protector izolator. Cu toate acestea, datorită conținutului de solide extrem de scăzut, fluxul de lipit fără curățare nu poate forma un strat protector izolator. Dacă pe suprafața plăcii rămân o cantitate mică de componente dăunătoare, aceasta va provoca consecințe negative grave, cum ar fi coroziune și scurgeri. Prin urmare, fluxul de lipit fără curățare nu este permis să conțină componente cu halogen.
Următoarele metode sunt de obicei utilizate pentru a testa corozivitatea fluxului de lipit:
o. Test de coroziune a oglinzii de cupru: testați corozivitatea pe termen scurt a fluxului de lipit (pastă de lipit)
b. Testul hârtiei de testare cu cromat de argint: Testați conținutul de halogenuri din fluxul de lipit
c. Test de rezistență la izolație la suprafață: testați rezistența la izolație la suprafață a PCB după lipire pentru a determina fiabilitatea performanței electrice pe termen lung a fluxului de lipit (pastă de lipit)
d. Test de coroziune: Testați corozivitatea reziduului de pe suprafața PCB după lipire
e. Testați gradul de reducere a distanței dintre conductori pe suprafața PCB după sudare
③ Lipibilitate: rata de expansiune ≥ 80%
Lipibilitatea și corozivitatea sunt o pereche de indicatori contradictori. Pentru ca fluxul să aibă o anumită capacitate de a elimina oxizii și de a menține un anumit grad de activitate pe tot parcursul procesului de preîncălzire și sudare, acesta trebuie să conțină ceva acid. Cel mai frecvent utilizat în fluxul fără curățare este seria acidului acetic nesolubil în apă, iar formula poate include, de asemenea, amine, amoniac și rășini sintetice. Diferite formule îi vor afecta activitatea și fiabilitatea. Diferitele companii au cerințe și indicatori de control intern diferiți, dar trebuie să îndeplinească cerințele de înaltă calitate a sudurii și de utilizare non-corozivă.
Activitatea fluxului este de obicei măsurată prin valoarea pH-ului. Valoarea pH-ului fluxului fără curățare trebuie controlată în condițiile tehnice specificate de produs (valoarea pH-ului fiecărui producător este ușor diferită).
④ Îndeplinește cerințele de protecție a mediului: non-toxic, fără miros iritant puternic, practic fără poluare a mediului și funcționare în siguranță.
⑵Plăci de circuite imprimate și componente fără curățare
În implementarea procesului de sudare fără curățare, lipirea și curățenia plăcii de circuite și a componentelor sunt aspectele cheie care trebuie controlate. Pentru a asigura lipirea, producătorul trebuie să-l depoziteze într-o temperatură constantă și într-un mediu uscat și să controleze strict utilizarea acestuia în timpul efectiv de depozitare, cu condiția ca furnizorul să fie obligat să garanteze lipirea. Pentru a asigura curățenia, mediul și specificațiile de funcționare trebuie controlate strict în timpul procesului de producție pentru a evita poluarea umană, cum ar fi urme de mâini, urme de transpirație, grăsime, praf etc.
Proces de sudare fără curățare
După adoptarea fluxului no-clean, deși procesul de sudare rămâne neschimbat, metoda de implementare și parametrii aferenti procesului trebuie să se adapteze la cerințele specifice ale tehnologiei no-clean. Conținuturile principale sunt următoarele:
⑴ Acoperire cu flux
Pentru a obține un efect fără curățare bun, procesul de acoperire cu flux trebuie să controleze strict doi parametri, și anume conținutul de solid al fluxului și cantitatea de acoperire.
De obicei, există trei moduri de a aplica fluxul: metoda spumării, metoda cremei valului și metoda pulverizării. În procesul fără curățare, metoda spumării și metoda cremei valului nu sunt potrivite din multe motive. În primul rând, fluxul metodei de spumare și metoda cremei valului este plasat într-un recipient deschis. Deoarece conținutul de solvenți al fluxului fără curățare este foarte mare, este deosebit de ușor de volatilizat, ceea ce duce la o creștere a conținutului de solid. Prin urmare, este dificil să se controleze compoziția fluxului să rămână neschimbată prin metoda gravitației specifice în timpul procesului de producție, iar cantitatea mare de volatilizare a solventului provoacă, de asemenea, poluare și deșeuri; în al doilea rând, deoarece conținutul de solid al fluxului fără curățare este extrem de scăzut, nu este propice spumării; în al treilea rând, cantitatea de flux aplicată nu poate fi controlată în timpul acoperirii, iar acoperirea este neuniformă și, adesea, rămâne un flux excesiv pe marginea plăcii. Prin urmare, aceste două metode nu pot obține efectul ideal fără curățare.
Metoda de pulverizare este cea mai recentă metodă de acoperire cu flux și este cea mai potrivită pentru acoperirea cu flux fără curățare. Deoarece fluxul este plasat într-un recipient presurizat etanș, fluxul de ceață este pulverizat prin duză și acoperit pe suprafața PCB. Cantitatea de pulverizare, gradul de atomizare și lățimea de pulverizare a pulverizatorului pot fi ajustate, astfel încât cantitatea de flux aplicată poate fi controlată cu precizie. Deoarece fluxul aplicat este un strat de ceață subțire, fluxul de pe suprafața plăcii este foarte uniform, ceea ce poate asigura că suprafața plăcii după sudare îndeplinește cerințele fără curățare. În același timp, deoarece fluxul este complet etanș în recipient, nu este nevoie să se ia în considerare volatilizarea solventului și absorbția umidității în atmosferă. În acest fel, greutatea specifică (sau ingredientul eficient) al fluxului poate fi păstrată neschimbată și nu trebuie înlocuit înainte de a fi epuizat. În comparație cu metoda spumării și metoda cremei valului, cantitatea de flux poate fi redusă cu mai mult de 60%. Prin urmare, metoda de acoperire prin pulverizare este procesul de acoperire preferat în procesul fără curățare.
Când se utilizează procesul de acoperire prin pulverizare, trebuie remarcat faptul că, deoarece fluxul conține mai mulți solvenți inflamabili, vaporii de solvenți emiși în timpul pulverizării prezintă un anumit risc de explozie, astfel încât echipamentul trebuie să aibă instalații bune de evacuare și echipamentul necesar de stingere a incendiilor.
⑵ Preîncălzire
După aplicarea fluxului, piesele sudate intră în procesul de preîncălzire, iar partea de solvent din flux este volatilizată prin preîncălzire pentru a îmbunătăți activitatea fluxului. După utilizarea fluxului fără curățare, care este intervalul cel mai potrivit pentru temperatura de preîncălzire?
Practica a dovedit că, după utilizarea fluxului fără curățare, dacă temperatura tradițională de preîncălzire (90±10℃) este încă utilizată pentru control, pot apărea consecințe adverse. Motivul principal este că fluxul fără curățare este un flux cu conținut scăzut de solide, fără halogeni, cu activitate în general slabă, iar activatorul său poate elimina cu greu oxizii metalici la temperaturi scăzute. Pe măsură ce temperatura de preîncălzire crește, fluxul începe să se activeze treptat, iar când temperatura atinge 100 ℃, substanța activă este eliberată și reacționează rapid cu oxidul de metal. În plus, conținutul de solvenți al fluxului fără curățare este destul de mare (aproximativ 97%). Dacă temperatura de preîncălzire este insuficientă, solventul nu poate fi volatilizat complet. Când sudura intră în baia de staniu, din cauza volatilizării rapide a solventului, lipitura topită va stropi și va forma bile de lipit sau temperatura reală a punctului de sudare va scădea, rezultând îmbinări de lipire slabe. Prin urmare, controlul temperaturii de preîncălzire în procesul fără curățare este o altă verigă importantă. De obicei, este necesar să fie controlat la limita superioară a cerințelor tradiționale (100℃) sau mai mare (conform curbei de temperatură de ghidare a furnizorului) și ar trebui să existe suficient timp de preîncălzire pentru ca solventul să se evapore complet.
⑶ Sudarea
Datorită restricțiilor stricte privind conținutul de solide și corozivitatea fluxului, performanța sa de lipire este inevitabil limitată. Pentru a obține o calitate bună a sudurii, trebuie prezentate noi cerințe pentru echipamentul de sudură - acesta trebuie să aibă funcție de protecție a gazului inert. Pe lângă luarea măsurilor de mai sus, procesul fără curățare necesită, de asemenea, un control mai strict al diferiților parametri de proces ai procesului de sudare, inclusiv temperatura de sudare, timpul de sudare, adâncimea de cositorire a PCB și unghiul de transmisie PCB. În funcție de utilizarea diferitelor tipuri de flux fără curățare, diferiții parametri de proces ai echipamentului de lipit cu val ar trebui ajustați pentru a obține rezultate satisfăcătoare de sudare fără curățare.
