Konseptet uten rengjøring
⑴Hva er ikke-rengjøring [3]
Ikke-rengjøring refererer til bruk av lavt faststoffinnhold, ikke-korrosiv fluss i produksjon av elektronisk montering, sveising i et inertgassmiljø, og resten på kretskortet etter sveising er ekstremt liten, ikke-korrosiv og har en ekstremt høy overflateisolasjonsmotstand (SIR). Under normale omstendigheter er ingen rengjøring nødvendig for å oppfylle standarden for ionerenslighet (den amerikanske militærstandarden MIL-P-228809 ioneforurensningsnivå er delt inn i: Nivå 1 ≤ 1,5 ugNaCl/cm2 ingen forurensning; Nivå 2 ≤ 1,5~5,0ugNACl/cm2 høy kvalitet; Nivå 3 ≤ 5.0~10.0ugNaCl/cm2 oppfyller kravene Nivå 4 > 10.0ugNaCl/cm2 er ikke rent), og kan gå direkte inn i neste prosess. Det må påpekes at «ren-fri» og «ingen rengjøring» er to helt forskjellige begreper. Den såkalte "ingen rengjøring" refererer til bruken av tradisjonell kolofoniumflux (RMA) eller organisk syrefluss i elektronisk monteringsproduksjon. Selv om det er visse rester på plateoverflaten etter sveising, kan kvalitetskravene til enkelte produkter oppfylles uten rengjøring. For eksempel er elektroniske husholdningsprodukter, profesjonelt audiovisuelt utstyr, rimelig kontorutstyr og andre produkter vanligvis "ingen rengjøring" under produksjon, men de er definitivt ikke "rengjøringsfrie".
⑵ Fordeler med ingen rengjøring
① Forbedre økonomiske fordeler: Etter å ha oppnådd ingen rengjøring, er den mest direkte fordelen at det ikke er behov for å utføre rengjøringsarbeid, så en stor mengde rengjøringsarbeid, utstyr, sted, materialer (vann, løsemidler) og energiforbruk kan spares. Samtidig, på grunn av forkortningen av prosessflyten, spares arbeidstimer og produksjonseffektiviteten forbedres.
② Forbedre produktkvaliteten: På grunn av implementeringen av ingen renseteknologi, er det nødvendig å strengt kontrollere kvaliteten på materialene, for eksempel korrosjonsytelsen til flussmiddel (halogenider er ikke tillatt), loddebarheten til komponenter og trykte kretskort, etc. ; i monteringsprosessen må noen avanserte prosessmidler tas i bruk, for eksempel spraying av flussmiddel, sveising under inertgassbeskyttelse, etc. Implementeringen av no-clean-prosessen kan unngå skade av rengjøringsbelastning på sveisekomponentene, så ingen clean er ekstremt fordelaktig for å forbedre produktkvaliteten.
③ Fordelaktig for miljøvern: Etter å ha tatt i bruk no-clean-teknologien, kan bruken av ODS-stoffer stoppes, og bruken av flyktige organiske forbindelser (VOC) reduseres kraftig, noe som har en positiv effekt på å beskytte ozonlaget.
Materialkrav
⑴ Ingen ren fluks
For å få PCB-platens overflate etter sveising til å nå spesifisert kvalitetsnivå uten rengjøring, er valg av fluss en nøkkel. Vanligvis stilles følgende krav til ikke-ren fluks:
① Lavt faststoffinnhold: mindre enn 2 %
Tradisjonelle flussmidler har høyt faststoffinnhold (20-40%), middels faststoffinnhold (10-15%) og lavt faststoffinnhold (5-10%). Etter sveising med disse flussmidlene har PCB-platens overflate mer eller mindre rester, mens faststoffinnholdet i no-clean flussmiddelet kreves til å være mindre enn 2 %, og den kan ikke inneholde kolofonium, så det er i utgangspunktet ingen rester på platen. overflate etter sveising.
② Ikke-korrosiv: Halogenfri, overflateisolasjonsmotstand >1,0×1011Ω
Tradisjonell loddefluss har et høyt faststoffinnhold, som kan "pakke inn" noen skadelige stoffer etter sveising, isolere dem fra kontakt med luft og danne et isolerende beskyttende lag. På grunn av det ekstremt lave faststoffinnholdet kan imidlertid ikke-ren loddemiddel danne et isolerende beskyttende lag. Hvis en liten mengde skadelige komponenter forblir på plateoverflaten, vil det føre til alvorlige negative konsekvenser som korrosjon og lekkasje. Derfor tillates ikke ren loddefluss å inneholde halogenkomponenter.
Følgende metoder brukes vanligvis for å teste korrosiviteten til loddefluks:
en. Kobberspeilkorrosjonstest: Test den kortsiktige korrosiviteten til loddefluks (loddepasta)
b. Sølvkromat testpapirtest: Test innholdet av halogenider i loddefluksen
c. Overflateisolasjonsmotstandstest: Test overflateisolasjonsmotstanden til PCB etter lodding for å bestemme påliteligheten til den langsiktige elektriske ytelsen til loddefluksen (loddepasta)
d. Korrosjonstest: Test korrosiviteten til restene på PCB-overflaten etter lodding
e. Test graden av reduksjon i lederavstanden på PCB-overflaten etter sveising
③ Loddebarhet: ekspansjonshastighet ≥ 80 %
Loddebarhet og korrosivitet er et par motstridende indikatorer. For at flussmidlet skal ha en viss evne til å eliminere oksider og opprettholde en viss grad av aktivitet gjennom forvarmings- og sveiseprosessen, må det inneholde noe syre. Den mest brukte i ikke-ren fluss er den ikke-vannløselige eddiksyreserien, og formelen kan også inkludere aminer, ammoniakk og syntetiske harpikser. Ulike formler vil påvirke aktiviteten og påliteligheten. Ulike selskaper har ulike krav og interne kontrollindikatorer, men de må oppfylle kravene til høy sveisekvalitet og ikke-korrosiv bruk.
Aktiviteten til fluksen måles vanligvis ved pH-verdi. pH-verdien til no-clean fluksen bør kontrolleres innenfor de tekniske forholdene spesifisert av produktet (pH-verdien til hver produsent er litt forskjellig).
④ Oppfyll miljøvernkrav: ikke giftig, ingen sterk irriterende lukt, i utgangspunktet ingen forurensning til miljøet og sikker drift.
⑵ Ikke-rene trykte kretskort og komponenter
I implementeringen av ikke-ren sveiseprosessen er loddeevnen og renheten til kretskortet og komponentene nøkkelaspektene som må kontrolleres. For å sikre loddebarhet, bør produsenten oppbevare den i konstant temperatur og tørt miljø og strengt kontrollere bruken innen effektiv lagringstid, forutsatt at leverandøren er pålagt å garantere loddebarhet. For å sikre renslighet må miljø- og driftsspesifikasjonene kontrolleres strengt under produksjonsprosessen for å unngå menneskelig forurensning, som håndmerker, svettemerker, fett, støv, etc.
Ikke-ren sveiseprosess
Etter å ha tatt i bruk no-clean fluss, selv om sveiseprosessen forblir uendret, må implementeringsmetoden og relaterte prosessparametere tilpasse seg de spesifikke kravene til no-clean-teknologi. Hovedinnholdet er som følger:
⑴ Flussbelegg
For å oppnå en god no-clean-effekt, må flussbeleggingsprosessen strengt kontrollere to parametere, nemlig faststoffinnholdet i flussmidlet og belegningsmengden.
Vanligvis er det tre måter å påføre fluss på: skummetode, bølgetoppmetode og sprøytemetode. I no-clean-prosessen er ikke skummetoden og bølgetoppmetoden egnet av mange grunner. Først plasseres fluksen av skummetoden og bølgetoppmetoden i en åpen beholder. Siden løsemiddelinnholdet i no-clean flussmiddelet er svært høyt, er det spesielt lett å fordampe, noe som fører til en økning i faststoffinnholdet. Derfor er det vanskelig å kontrollere sammensetningen av fluksen slik at den forblir uendret ved hjelp av egenvektmetoden under produksjonsprosessen, og den store mengden løsemiddelfordamping forårsaker også forurensning og avfall; for det andre, siden faststoffinnholdet i ikke-ren flussmiddel er ekstremt lavt, bidrar det ikke til skumdannelse; For det tredje kan mengden flussmiddel som påføres ikke kontrolleres under belegget, og belegget er ujevnt, og det er ofte for mye fluss som gjenstår på kanten av platen. Derfor kan ikke disse to metodene oppnå den ideelle no-clean-effekten.
Spraymetoden er den nyeste flussbeleggmetoden og er best egnet for belegging av ikke-ren fluss. Fordi fluksen er plassert i en forseglet trykkbeholder, sprøytes tåkefluksen ut gjennom munnstykket og belegges på overflaten av PCB. Sprøytemengden, forstøvningsgraden og sprøytebredden til sprøyten kan justeres, slik at mengden fluks som påføres kan kontrolleres nøyaktig. Siden flussmiddelet som påføres er et tynt tåkelag, er fluksen på plateoverflaten meget jevn, noe som kan sikre at plateoverflaten etter sveising oppfyller kravene til rengjøring uten rengjøring. Samtidig, siden fluksen er fullstendig forseglet i beholderen, er det ikke nødvendig å vurdere fordampningen av løsningsmidlet og absorpsjonen av fuktighet i atmosfæren. På denne måten kan den spesifikke vekten (eller den effektive ingrediensen) til flussmidlet holdes uendret, og den trenger ikke å skiftes ut før den er brukt opp. Sammenlignet med skummetoden og bølgetoppmetoden kan fluksmengden reduseres med mer enn 60 %. Derfor er spraybelegningsmetoden den foretrukne belegningsprosessen i no-clean-prosessen.
Ved bruk av sprøytebeleggprosessen må det bemerkes at siden flussmiddelet inneholder mer brennbare løsemidler, har løsemiddeldampen som avgis under sprøyting en viss eksplosjonsfare, slik at utstyret må ha gode avtrekksanlegg og nødvendig brannslukningsutstyr.
⑵ Forvarming
Etter påføring av flussmiddelet går de sveisede delene inn i forvarmingsprosessen, og løsningsmiddeldelen i flussmidlet fordampes ved forvarming for å øke aktiviteten til flussmidlet. Etter å ha brukt no-clean fluksen, hva er det mest passende området for forvarmingstemperaturen?
Praksis har vist at etter bruk av no-clean fluss, hvis den tradisjonelle forvarmingstemperaturen (90±10 ℃) fortsatt brukes for kontroll, kan det oppstå negative konsekvenser. Hovedårsaken er at no-clean flussmiddel er et lavt faststoffinnhold, halogenfritt flussmiddel med generelt svak aktivitet, og dens aktivator kan knapt eliminere metalloksider ved lave temperaturer. Når forvarmingstemperaturen øker, begynner fluksen gradvis å aktiveres, og når temperaturen når 100 ℃, frigjøres det aktive stoffet og reagerer raskt med metalloksidet. I tillegg er løsemiddelinnholdet i no-clean fluss ganske høyt (ca. 97%). Hvis forvarmingstemperaturen er utilstrekkelig, kan ikke løsemidlet fordampes fullstendig. Når sveisingen kommer inn i tinnbadet, på grunn av den raske fordampningen av løsningsmidlet, vil det smeltede loddet sprute og danne loddekuler eller den faktiske temperaturen på sveisepunktet vil falle, noe som resulterer i dårlige loddeforbindelser. Derfor er kontroll av forvarmingstemperaturen i no-clean-prosessen en annen viktig kobling. Det kreves vanligvis å kontrolleres ved den øvre grensen for de tradisjonelle kravene (100 ℃) eller høyere (i henhold til leverandørens veiledningstemperaturkurve), og det bør være nok forvarmingstid til at løsningsmidlet kan fordampe fullstendig.
⑶ Sveising
På grunn av de strenge restriksjonene på faststoffinnholdet og korrosiviteten til flussmidlet, er loddeytelsen uunngåelig begrenset. For å oppnå god sveisekvalitet må det stilles nye krav til sveiseutstyret - det må ha en inertgassbeskyttelsesfunksjon. I tillegg til å ta de ovennevnte tiltakene, krever ikke-ren-prosessen også strengere kontroll av de ulike prosessparametrene i sveiseprosessen, hovedsakelig inkludert sveisetemperatur, sveisetid, PCB-fortinningsdybde og PCB-overføringsvinkel. I henhold til bruken av forskjellige typer ikke-ren fluss, bør de ulike prosessparametrene til bølgeloddeutstyret justeres for å oppnå tilfredsstillende ikke-ren sveiseresultater.
