Концепция за без почистване
⑴Какво е без почистване [3]
Без почистване се отнася до използването на ниско съдържание на твърдо вещество, некорозивен флюс в производството на електронни сглобки, заваряване в среда от инертен газ и остатъкът върху печатната платка след заваряване е изключително малък, некорозивен и има изключително висока повърхностна изолационна устойчивост (SIR). При нормални обстоятелства не е необходимо почистване, за да се отговори на стандарта за йонна чистота (военният стандарт на САЩ MIL-P-228809 ниво на замърсяване с йони е разделен на: Ниво 1 ≤ 1,5 ugNaCl/cm2 без замърсяване; Ниво 2 ≤ 1,5~5,0 ugNACl/cm2 високо качество; ниво 3 ≤ 5,0~10,0ugNaCl/cm2 отговаря на изискванията; ниво 4 > 10,0ugNaCl/cm2 не е чисто) и може директно да влезе в следващия процес. Трябва да се отбележи, че "без почистване" и "без почистване" са две абсолютно различни понятия. Така нареченото „без почистване“ се отнася до използването на традиционен колофонов поток (RMA) или органичен киселинен поток в производството на електронни сглобки. Въпреки че има определени остатъци по повърхността на дъската след заваряване, изискванията за качество на определени продукти могат да бъдат изпълнени без почистване. Например домакинските електронни продукти, професионалното аудио-визуално оборудване, евтиното офис оборудване и други продукти обикновено не се почистват по време на производство, но определено не са „без почистване“.
⑵ Предимства без почистване
① Подобряване на икономическите ползи: След постигане на липса на почистване, най-пряката полза е, че няма нужда да се извършва работа по почистване, така че може да се спести голямо количество труд за почистване, оборудване, място, материали (вода, разтворител) и консумация на енергия. В същото време, поради съкращаването на технологичния поток, се спестяват работни часове и се подобрява ефективността на производството.
② Подобряване на качеството на продукта: Поради прилагането на технология без почистване, се изисква строг контрол на качеството на материалите, като корозионните характеристики на потока (халидите не са разрешени), способността за запояване на компонентите и печатните платки и др. ; в процеса на сглобяване трябва да се използват някои усъвършенствани средства за процес, като пръскане на флюс, заваряване под защита от инертен газ и т.н. Прилагането на процеса без почистване може да избегне увреждането на напрежението при почистване на заваръчните компоненти, така че не- clean е изключително полезно за подобряване на качеството на продукта.
③ Полезно за опазване на околната среда: След възприемане на технологията без почистване, употребата на ODS вещества може да бъде спряна и употребата на летливи органични съединения (VOC) е значително намалена, което има положителен ефект върху защитата на озоновия слой.
Материални изисквания
⑴ Флюс без почистване
За да може повърхността на печатната платка след заваряване да достигне определеното ниво на качество без почистване, изборът на флюс е ключов. Обикновено към потока без почистване се налагат следните изисквания:
① Ниско съдържание на твърдо вещество: по-малко от 2%
Традиционните флюсове имат високо съдържание на твърдо вещество (20-40%), средно съдържание на твърдо вещество (10-15%) и ниско съдържание на твърдо вещество (5-10%). След заваряване с тези флюсове повърхността на платката на печатната платка има повече или по-малко остатъци, докато твърдото съдържание на флюса без почистване трябва да бъде по-малко от 2% и не може да съдържа колофон, така че по същество няма остатъци върху дъската повърхност след заваряване.
② Не е корозивно: без халоген, устойчивост на повърхностна изолация>1,0 × 1011Ω
Традиционният флюс за запояване има високо съдържание на твърди вещества, които могат да "увият" някои вредни вещества след заваряване, да ги изолират от контакт с въздуха и да образуват изолационен защитен слой. Въпреки това, поради изключително ниското съдържание на твърдо вещество, непочистеният флюс за запояване не може да образува изолационен защитен слой. Ако малко количество вредни компоненти останат на повърхността на платката, това ще причини сериозни неблагоприятни последици като корозия и изтичане. Поради това не е разрешено потокът за запояване без почистване да съдържа халогенни компоненти.
Следните методи обикновено се използват за тестване на корозивността на потока за запояване:
а. Тест за корозия на медно огледало: Тествайте краткотрайната корозивност на флюс за запояване (паста за запояване)
b. Тест на хартия за тестване на сребърен хромат: Тествайте съдържанието на халиди в потока за запояване
c. Тест за съпротивление на повърхностната изолация: Тествайте съпротивлението на повърхностната изолация на PCB след запояване, за да определите надеждността на дългосрочните електрически характеристики на потока за запояване (паста за запояване)
d. Тест за корозия: Тествайте корозивността на остатъка върху повърхността на PCB след запояване
д. Тествайте степента на намаляване на разстоянието между проводниците върху повърхността на печатната платка след заваряване
③ Способност за спояване: степен на разширение ≥ 80%
Способността за спояване и корозивността са двойка противоречиви показатели. За да може флюсът да има определена способност да елиминира оксидите и да поддържа определена степен на активност по време на процеса на предварително загряване и заваряване, той трябва да съдържа малко киселина. Най-често използваният в потока без почистване е серията неразтворима във вода оцетна киселина, като формулата може също да включва амини, амоняк и синтетични смоли. Различните формули ще повлияят на неговата активност и надеждност. Различните компании имат различни изисквания и индикатори за вътрешен контрол, но те трябва да отговарят на изискванията за високо качество на заваряване и използване без корозия.
Активността на потока обикновено се измерва чрез стойност на pH. Стойността на pH на потока без почистване трябва да се контролира в рамките на техническите условия, посочени от продукта (стойността на pH на всеки производител е малко по-различна).
④Отговаря на изискванията за опазване на околната среда: нетоксичен, без силна дразнеща миризма, основно без замърсяване на околната среда и безопасна работа.
⑵Печатни платки и компоненти без почистване
При прилагането на процеса на заваряване без почистване, способността за запояване и чистотата на платката и компонентите са ключовите аспекти, които трябва да бъдат контролирани. За да се гарантира спояване, производителят трябва да го съхранява при постоянна температура и суха среда и стриктно да контролира употребата му в рамките на ефективното време за съхранение, при условие че доставчикът е длъжен да гарантира спояване. За да се осигури чистота, околната среда и работните спецификации трябва да бъдат стриктно контролирани по време на производствения процес, за да се избегне човешко замърсяване, като следи от ръце, следи от пот, мазнини, прах и др.
Процес на заваряване без почистване
След приемането на поток без почистване, въпреки че процесът на заваряване остава непроменен, методът на внедряване и свързаните параметри на процеса трябва да се адаптират към специфичните изисквания на технологията без почистване. Основното съдържание е както следва:
⑴ Покритие с флюс
За да се получи добър ефект без почистване, процесът на нанасяне на покритие с флюс трябва стриктно да контролира два параметъра, а именно твърдото съдържание на флюса и количеството на покритието.
Обикновено има три начина за нанасяне на флюс: метод на разпенване, метод на гребена на вълната и метод на пръскане. В процеса без почистване, методът на разпенване и методът на гребена на вълната не са подходящи по много причини. Първо, потокът от метода на разпенване и метода на гребена на вълната се поставя в отворен контейнер. Тъй като съдържанието на разтворител в потока без почистване е много високо, той е особено лесен за изпаряване, което води до увеличаване на съдържанието на твърдо вещество. Следователно е трудно да се контролира съставът на потока, за да остане непроменен чрез метода на специфичното тегло по време на производствения процес, а голямото количество изпарение на разтворителя също причинява замърсяване и отпадъци; второ, тъй като съдържанието на твърдо вещество в потока без почистване е изключително ниско, то не благоприятства образуването на пяна; трето, количеството на приложен флюс не може да се контролира по време на нанасяне на покритие и покритието е неравномерно и често има прекомерен поток, оставащ по ръба на дъската. Следователно тези два метода не могат да постигнат идеалния ефект без почистване.
Методът на пръскане е най-новият метод за нанасяне на флюс и е най-подходящ за нанасяне на флюс без почистване. Тъй като флюсът се поставя в запечатан контейнер под налягане, потокът от мъгла се разпръсква през дюзата и се покрива върху повърхността на печатната платка. Количеството на пръскане, степента на пулверизиране и ширината на пръскане на пръскачката могат да се регулират, така че количеството на приложения флюс може да се контролира точно. Тъй като приложеният флюс е тънък слой мъгла, потокът върху повърхността на дъската е много равномерен, което може да гарантира, че повърхността на дъската след заваряване отговаря на изискванията без почистване. В същото време, тъй като потокът е напълно запечатан в контейнера, не е необходимо да се взема предвид изпаряването на разтворителя и абсорбцията на влага в атмосферата. По този начин специфичното тегло (или ефективната съставка) на флюса може да се запази непроменено и не е необходимо да се заменя, преди да се изразходва. В сравнение с метода на разпенване и метода на гребена на вълната, количеството на потока може да бъде намалено с повече от 60%. Следователно, методът за нанасяне на покритие със спрей е предпочитаният процес на нанасяне на покритие в процеса без почистване.
Когато се използва процесът на нанасяне на покритие със спрей, трябва да се отбележи, че тъй като флюсът съдържа повече запалими разтворители, парите на разтворителя, отделяни по време на пръскането, имат известен риск от експлозия, така че оборудването трябва да има добри изпускателни съоръжения и необходимото пожарогасително оборудване.
⑵ Предварително загряване
След прилагане на потока, заварените части влизат в процеса на предварително нагряване и частта от разтворителя в потока се изпарява чрез предварително нагряване, за да се подобри активността на потока. След използване на потока без почистване, какъв е най-подходящият диапазон за температурата на предварително загряване?
Практиката е доказала, че след използване на поток без почистване, ако традиционната температура на предварително нагряване (90±10℃) все още се използва за контрол, могат да възникнат неблагоприятни последици. Основната причина е, че потокът без почистване е флюс с ниско съдържание на твърдо вещество, без халоген, с обикновено слаба активност и неговият активатор трудно може да елиминира метални оксиди при ниски температури. Тъй като температурата на предварително загряване се повишава, потокът постепенно започва да се активира и когато температурата достигне 100 ℃, активното вещество се освобождава и реагира бързо с металния оксид. В допълнение, съдържанието на разтворител във флюса без почистване е доста високо (около 97%). Ако температурата на предварително загряване е недостатъчна, разтворителят не може да се изпари напълно. Когато заваръчният материал навлезе в калаената баня, поради бързото изпаряване на разтворителя, разтопеният припой ще се разпръсне и ще образува топки от припой или действителната температура на точката на заваряване ще спадне, което ще доведе до лоши запоени съединения. Следователно контролирането на температурата на предварително загряване в процеса без почистване е друга важна връзка. Обикновено се изисква да се контролира на горната граница на традиционните изисквания (100 ℃) или по-висока (според ориентировъчната температурна крива на доставчика) и трябва да има достатъчно време за предварително загряване, за да може разтворителят да се изпари напълно.
⑶ Заваряване
Поради строгите ограничения върху съдържанието на твърдо вещество и корозивността на флюса, неговата производителност на запояване е неизбежно ограничена. За да се постигне добро качество на заваряването, трябва да се предявят нови изисквания към заваръчното оборудване - то трябва да има функция за защита от инертен газ. В допълнение към вземането на горните мерки, процесът без почистване също изисква по-строг контрол на различните параметри на процеса на заваряване, главно включително температура на заваряване, време на заваряване, дълбочина на калайдисване на печатни платки и ъгъл на предаване на печатни платки. В зависимост от използването на различни видове флюс без почистване, различните параметри на процеса на оборудването за вълново запояване трябва да се коригират, за да се получат задоволителни резултати от заваряване без почистване.
