Išsami SMT pleistro ir THT analizė per skylę įkišamą PCBA trijų anti-dažų dengimo procesą ir pagrindines technologijas!
Kadangi PCBA komponentų dydis tampa vis mažesnis, tankis tampa vis didesnis; Atraminis aukštis tarp įrenginių ir įrenginių (atstumas tarp PCB ir prošvaisos) taip pat vis mažėja, o aplinkos veiksnių įtaka PCBA taip pat didėja. Todėl keliame aukštesnius reikalavimus elektroninių gaminių PCBA patikimumui.
1.Aplinkos veiksniai ir jų įtaka
Įprasti aplinkos veiksniai, tokie kaip drėgmė, dulkės, druskos purslai, pelėsiai ir kt., gali sukelti įvairias PCBA gedimo problemas.
Drėgmė
Beveik visoms išorinėje aplinkoje esančioms elektroninėms PCB sudedamosioms dalims gresia korozija, tarp kurių vanduo yra svarbiausia korozijos terpė. Vandens molekulės yra pakankamai mažos, kad prasiskverbtų pro kai kurių polimerinių medžiagų tinklinį molekulinį tarpą ir patektų į vidų arba per dangos skylutę pasiektų apatinį metalą, kad sukeltų koroziją. Kai atmosfera pasiekia tam tikrą drėgmę, tai gali sukelti PCB elektrocheminę migraciją, nuotėkio srovę ir signalo iškraipymus aukšto dažnio grandinėje.
Garai/drėgmė + joniniai teršalai (druskos, srauto aktyviosios medžiagos) = laidūs elektrolitai + įtampos įtampa = elektrocheminė migracija
Kai RH atmosferoje pasieks 80%, susidarys 5–20 molekulių storio vandens plėvelė, o visos molekulės gali laisvai judėti. Kai yra anglies, gali vykti elektrocheminės reakcijos.
Kai RH pasieks 60%, įrenginio paviršinis sluoksnis sudarys 2–4 vandens molekulių storio vandens plėvelę, ištirpus teršalams, vyks cheminės reakcijos;
Kai atmosferoje RH < 20%, beveik visi korozijos reiškiniai sustoja.
Todėl atsparumas drėgmei yra svarbi gaminio apsaugos dalis.
Elektroniniuose įrenginiuose drėgmė būna trijų formų: lietus, kondensatas ir vandens garai. Vanduo yra elektrolitas, ištirpdantis didelį kiekį korozinių jonų, kurie ėsdina metalus. Kai tam tikros įrangos dalies temperatūra yra žemesnė už „rasos tašką“ (temperatūra), ant paviršiaus susidarys kondensatas: konstrukcinės dalys arba PCBA.
Dulkės
Atmosferoje yra dulkių, dulkių adsorbuoti jonų teršalai nusėda elektroninės įrangos viduje ir sukelia gedimus. Tai dažna problema, susijusi su elektroniniais gedimais lauke.
Dulkės skirstomos į dvi rūšis: stambios dulkės yra 2,5–15 mikronų netaisyklingų dalelių skersmens, paprastai nesukels gedimų, lanko ir kitų problemų, bet paveiks jungties kontaktą; Smulkios dulkės yra netaisyklingos dalelės, kurių skersmuo mažesnis nei 2,5 mikrono. Smulkios dulkės turi tam tikrą sukibimą su PCBA (fanera), kurias galima pašalinti tik antistatiniu šepečiu.
Dulkių keliami pavojai: a. Dėl dulkių nusėdimo ant PCBA paviršiaus susidaro elektrocheminė korozija, padidėja gedimų dažnis; b. Dulkės + drėgnas karštis + druskos rūkas padarė didžiausią žalą PCBA, o elektroninės įrangos gedimas buvo didžiausias chemijos pramonėje ir kasybos srityje netoli pakrantės, dykumoje (druskų-šarmų žemėje) ir Huaihe upės pietuose per miltligę ir lietaus sezonas.
Todėl apsauga nuo dulkių yra svarbi gaminio dalis.
Druskos purškalas
Druskos purslų susidarymas:Druskos purškimą sukelia natūralūs veiksniai, tokie kaip vandenyno bangos, potvyniai, atmosferos cirkuliacijos (musonų) slėgis, saulės spinduliai ir pan. Su vėju jis dreifuoja į vidų, o tolstant nuo kranto jo koncentracija mažės. Paprastai purškiamų druskų koncentracija yra 1% pakrantės, kai ji yra 1 km atstumu nuo kranto (tačiau taifūno laikotarpiu jis pūs toliau).
Druskos purškimo kenksmingumas:a. pažeisti metalinių konstrukcinių dalių dangą; b. Elektrocheminės korozijos greičio pagreitis lemia metalinių laidų lūžimą ir komponentų gedimą.
Panašūs korozijos šaltiniai:a. Rankų prakaito sudėtyje yra druskos, karbamido, pieno rūgšties ir kitų cheminių medžiagų, kurios turi tokį patį korozinį poveikį elektroninei įrangai kaip druskos purškalas. Todėl montuojant ar naudojant reikia mūvėti pirštines, neliesti dangos plikomis rankomis; b. Srautoje yra halogenų ir rūgščių, kurias reikia išvalyti ir kontroliuoti jų likučių koncentraciją.
Todėl druskos purškimo prevencija yra svarbi gaminių apsaugos dalis.
Pelėsis
Miltligė, bendras siūlinių grybų pavadinimas, reiškia „pelėsiniai grybai“, linkę formuoti vešlią grybieną, tačiau nesukuria didelių vaisiakūnių, kaip grybai. Drėgnose ir šiltose vietose plika akimi išauga daug neaiškių, pūliuojančių ar voratinklio formos kolonijų, tai yra pelėsis.
Fig. 5: PCB miltligės reiškinys
Pelėsio žala: a. dėl pelėsių fagocitozės ir dauginimosi organinių medžiagų izoliacija mažėja, pažeidžiama ir sugenda; b. Pelėsio metabolitai yra organinės rūgštys, kurios veikia izoliaciją ir elektrinį stiprumą bei sukuria elektros lanką.
Todėl apsauga nuo pelėsio yra svarbi apsaugos priemonių dalis.
Atsižvelgiant į minėtus aspektus, turi būti geriau garantuotas gaminio patikimumas, jis turi būti kuo žemiau izoliuotas nuo išorinės aplinkos, todėl įvedamas formos dengimo procesas.
PCB padengimas po dengimo proceso, esant purpurinės lempos fotografavimo efektui, originali danga gali būti tokia graži!
Trys dažų apsaugančios dangosreiškia plono apsauginio izoliacinio sluoksnio padengimą ant PCB paviršiaus. Tai šiuo metu dažniausiai naudojamas dengimo po suvirinimo būdas, kartais vadinamas paviršiaus padengimu ir conformal coating (angliškas pavadinimas: coating, conformal coating). Jis izoliuos jautrius elektroninius komponentus nuo atšiaurios aplinkos, gali labai pagerinti elektroninių gaminių saugą ir patikimumą bei pailginti gaminių tarnavimo laiką. Trys dažų apsaugančios dangos gali apsaugoti grandinę / komponentus nuo aplinkos veiksnių, tokių kaip drėgmė, teršalai, korozija, įtempiai, smūgiai, mechaninė vibracija ir terminis ciklas, tuo pačiu pagerinant gaminio mechaninį stiprumą ir izoliacijos savybes.
Po PCB dengimo proceso ant paviršiaus suformuokite skaidrią apsauginę plėvelę, kuri gali veiksmingai užkirsti kelią vandens ir drėgmės įsiskverbimui, išvengti nuotėkio ir trumpojo jungimo.
2. Pagrindiniai dengimo proceso taškai
Pagal IPC-A-610E (elektroninio surinkimo bandymo standarto) reikalavimus, tai daugiausia atsispindi šiais aspektais:
Regionas
1. Sritys, kurių negalima padengti:
Sritys, kurioms reikia elektros jungčių, pvz., auksinės pagalvėlės, auksiniai pirštai, metalinės skylės, bandymo angos;
Baterijos ir baterijų fiksatoriai;
Jungtis;
Saugiklis ir korpusas;
Šilumos išsklaidymo įtaisas;
Jungiklio laidas;
Optinio prietaiso lęšis;
potenciometras;
Jutiklis;
Nėra sandaraus jungiklio;
Kitos sritys, kuriose danga gali turėti įtakos veikimui arba veikimui.
2. Sritys, kurios turi būti padengtos: visos litavimo jungtys, kaiščiai, komponentai ir laidininkai.
3. Neprivalomos zonos
Storis
Storis matuojamas ant plokščio, netrukdomo, sukietėjusio spausdintinės grandinės komponento paviršiaus arba ant pritvirtintos plokštės, kuri apdorojama su komponentu. Pritvirtintos lentos gali būti iš tos pačios medžiagos kaip spausdintos lentos arba kitos neakytos medžiagos, pavyzdžiui, metalas ar stiklas. Drėgnos plėvelės storio matavimas taip pat gali būti naudojamas kaip pasirenkamas dangos storio matavimo metodas, jei yra dokumentuotas drėgnos ir sausos plėvelės storio konversijos ryšys.
1 lentelė: storio diapazono standartas kiekvienam dangos medžiagos tipui
Storio tyrimo metodas:
1. Sausos plėvelės storio matavimo įrankis: mikrometras (IPC-CC-830B); b Sausos plėvelės storio testeris (geležies pagrindas)
9 pav. Mikrometrinis sausos plėvelės aparatas
2. Drėgnos plėvelės storio matavimas: šlapios plėvelės storį galima gauti naudojant šlapios plėvelės storio matavimo prietaisą, o tada apskaičiuoti pagal klijų kietosios medžiagos kiekį.
Sausos plėvelės storis
Fig. 10, šlapios plėvelės storis buvo gautas šlapios plėvelės storio testeriu, o tada buvo apskaičiuotas sausos plėvelės storis
Krašto skiriamoji geba
Apibrėžimas: Įprastomis aplinkybėmis purškimo vožtuvo purškimas iš linijos krašto nebus labai tiesus, visada bus tam tikra atbraila. Skardos plotį apibrėžiame kaip krašto skiriamąją gebą. Kaip parodyta toliau, d dydis yra krašto skiriamosios gebos reikšmė.
Pastaba: kuo mažesnė kraštų skiriamoji geba, tuo geriau, tačiau skirtingi klientų reikalavimai nėra vienodi, todėl konkreti padengto krašto skiriamoji geba turi atitikti klientų reikalavimus.
11 pav. Krašto skiriamosios gebos palyginimas
Vienodumas
Klijai turi būti lyg vienodo storio ir lygi bei skaidri plėvelė, padengta gaminiu, akcentuojamas klijų, padengtų gaminyje virš ploto, vienodumas, tada turi būti vienodo storio, nėra proceso problemų: įtrūkimų, stratifikacija, oranžinės linijos, tarša, kapiliarų reiškinys, burbuliukai.
12 pav.: Ašinės automatinės kintamosios srovės serijos automatinės dengimo mašinos dengimo efektas, vienodumas yra labai nuoseklus
3. Dengimo proceso realizavimas
Dengimo procesas
1 Paruoškite
Paruošti gaminius ir klijus bei kitus reikalingus daiktus;
Nustatyti vietinės apsaugos vietą;
Nustatykite pagrindines proceso detales
2: Nuplaukite
Po suvirinimo reikia išvalyti per trumpiausią laiką, kad būtų išvengta suvirinimo nešvarumų, kuriuos sunku išvalyti;
Nustatykite, ar pagrindinis teršalas yra polinis, ar nepolinis, kad pasirinktumėte tinkamą valymo priemonę;
Jei naudojamas spiritinis valiklis, reikia atkreipti dėmesį į saugos dalykus: turi būti geros vėdinimo ir vėsinimo bei džiovinimo proceso taisyklės po plovimo, kad būtų išvengta likučių tirpiklio išgaravimo, kurį sukelia sprogimas orkaitėje;
Valymas vandeniu, šarminiu valymo skysčiu (emulsija), kad išplautumėte srautą, o tada nuplaukite grynu vandeniu, kad išvalytumėte valymo skystį, kad atitiktų valymo standartus;
3. Maskavimo apsauga (jei nenaudojama selektyvaus dengimo įranga), tai yra kaukė;
Turėtumėte pasirinkti nelipnią plėvelę, kuri neperkels popieriaus juostos;
IC apsaugai turėtų būti naudojama antistatinė popierinė juosta;
Pagal brėžinių reikalavimus kai kuriems įtaisams ekranuoti;
4. Sausinti
Po valymo ekranuotas PCBA (komponentas) turi būti iš anksto išdžiovintas ir nusausintas prieš dengiant;
Nustatykite pirminio džiovinimo temperatūrą/laiką pagal PCBA (komponento) leidžiamą temperatūrą;
Galima leisti PCBA (komponentui) nustatyti išankstinio džiovinimo lentelės temperatūrą / laiką
5 Kailis
Formos dengimo procesas priklauso nuo PCBA apsaugos reikalavimų, esamos proceso įrangos ir esamo techninio rezervo, kuris paprastai pasiekiamas šiais būdais:
a. Šepetys rankomis
13 pav.: Valymo rankomis metodas
Dengimas teptuku yra plačiausiai taikomas procesas, tinkamas mažų partijų gamybai, PCBA struktūra sudėtinga ir tanki, turi apsaugoti atšiaurių produktų apsaugos reikalavimus. Kadangi teptuko danga gali būti laisvai valdoma, kad nebūtų užterštos dalys, kurioms neleidžiama dažyti;
Dengimas teptuku sunaudoja mažiausiai medžiagos, tinka didesnei dviejų komponentų dažų kainai;
Dažymo procesas turi aukštus reikalavimus operatoriui. Prieš statant, reikia atidžiai išnagrinėti brėžinius ir dengimo reikalavimus, atpažinti PCBA komponentų pavadinimus, o dalis, kurių neleidžiama dengti, pažymėti akį traukiančiais ženklais;
Operatoriams neleidžiama rankomis liesti atspausdinto papildinio, kad būtų išvengta užteršimo;
b.Pamirkykite rankomis
14 pav. Rankinio dengimo metodas
Panardinamasis dengimo procesas užtikrina geriausius dengimo rezultatus. Vienoda, ištisinė danga gali būti padengta bet kuri PCBA dalis. Panardinamasis dengimo procesas netinka PCbas su reguliuojamais kondensatoriais, tiksliai reguliuojamomis magnetinėmis šerdimis, potenciometrais, puodelio formos magnetinėmis šerdimis ir kai kurioms dalims su prastu sandarumu.
Pagrindiniai panardinimo proceso parametrai:
Nustatykite tinkamą klampumą;
Kontroliuokite PCBA pakėlimo greitį, kad nesusidarytų burbuliukai. Paprastai ne daugiau kaip 1 metras per sekundę;
c. Purškimas
Purškimas yra plačiausiai naudojamas, lengvai priimtinas proceso metodas, suskirstytas į šias dvi kategorijas:
① Rankinis purškimas
15 pav. Rankinis purškimo būdas
Tinkamas ruošinys yra sudėtingesnis, sunku pasikliauti automatikos įrangos masinės gamybos situacija, taip pat tinka produktų linijos įvairovei, bet mažesnė situacija, gali būti purškiama į ypatingesnę padėtį.
Pastaba dėl rankinio purškimo: dažų dulksna užterš kai kuriuos įrenginius, pvz., PCB kištuką, IC lizdą, kai kuriuos jautrius kontaktus ir kai kurias įžeminimo dalis. Šios dalys turi atkreipti dėmesį į pastogės apsaugos patikimumą. Kitas dalykas yra tai, kad operatorius niekada neturėtų liesti atspausdinto kištuko ranka, kad neužterštų kištuko kontaktinio paviršiaus.
② Automatinis purškimas
Paprastai tai reiškia automatinį purškimą su selektyvaus dengimo įranga. Tinka masinei gamybai, geros konsistencijos, didelio tikslumo, mažai teršia aplinką. Tobulėjant pramonei, didėjant darbo sąnaudoms ir griežtiems aplinkos apsaugos reikalavimams, automatinė purškimo įranga pamažu pakeičia kitus dengimo būdus.
Didėjant pramonės 4.0 automatizavimo reikalavimams, pramonės dėmesys nukreiptas nuo tinkamos dengimo įrangos teikimo prie viso dengimo proceso problemos sprendimo. Automatinė selektyvaus dengimo mašina - dengimas tikslus ir be medžiagos švaistymo, tinka dideliems dangų kiekiams, labiausiai tinka dideliems trijų anti-dažų dangų kiekiams.
Palyginimas suautomatinė dengimo mašinairtradicinis dengimo procesas
Tradicinė PCBA trijų atsparumo dažų danga:
1) Dengimas teptuku: yra burbuliukų, bangelių, šepečių plaukelių šalinimas;
2) Rašymas: per lėtas, negalima kontroliuoti tikslumo;
3) Viso gabalo mirkymas: per daug švaistomi dažai, lėtas greitis;
4) Purškimas purškimo pistoletu: kad būtų apsaugota armatūra, per daug dreifuojate
Dengimo mašinos dengimas:
1) Tiksliai nustatytas purškiamo dažymo kiekis, dažymo purškimo vieta ir plotas, todėl nereikia pridėti žmonių, kurie nuvalytų lentą po purškimo dažymo.
2) Kai kuriuos įkišamus komponentus, turinčius didelius atstumus nuo plokštės krašto, galima nudažyti tiesiogiai, neįrengiant armatūros, taip taupant plokštės montavimo personalą.
3) Negaruoja dujos, kad būtų užtikrinta švari darbo aplinka.
4) Ant viso pagrindo nereikia naudoti tvirtinimo detalių, kad būtų padengta anglies plėvelė, pašalinant susidūrimo galimybę.
5) Trys vienodo dažų dangos storis, labai pagerina gamybos efektyvumą ir gaminio kokybę, bet taip pat vengia dažų atliekų.
PCBA automatinė trijų anti-dažų dengimo mašina, specialiai sukurta purkšti tris pažangias purškimo priemones nuo dažų. Kadangi purškiama medžiaga ir purškiamas skystis skiriasi, dengimo mašina, skirta įrangos komponentų pasirinkimui, taip pat skiriasi, trys anti-dažų dengimo mašinos priima naujausią kompiuterio valdymo programą, gali realizuoti trijų ašių jungtį, tuo pačiu metu įrengta kameros padėties nustatymo ir sekimo sistema, gali tiksliai valdyti purškimo sritį.
Trys dažų apsaugančios dengimo mašinos, taip pat žinomos kaip trys anti-dažų klijų mašinos, trys nuo dažų purškimo klijų mašinos, trys nuo dažų purškimo purškimo mašinos, trys nuo dažų purškimo mašinos, yra specialiai skirtos skysčių valdymui ant PCB paviršiaus padengtas trijų anti-dažų sluoksniu, pvz., impregnavimo, purškimo ar gręžimo dengimo metodu ant PCB paviršiaus, padengto fotorezisto sluoksniu.
Kaip išspręsti naują trijų anti-dažų dangų poreikio erą, tapo neatidėliotina pramonės problema, kurią reikia išspręsti. Automatinė dengimo įranga, kurią reprezentuoja tikslios selektyvaus dengimo mašina, suteikia naują veikimo būdą,dengimas tikslus ir be medžiagų švaistymo, labiausiai tinka daugeliui trijų anti-dažų dangų.
