Подробен анализ на SMT пластир и THT през отвор щепсел PCBA три процеса на боядисване и ключови технологии!
С намаляването на размера на компонентите на печатните платки (PCBA), плътността им става все по-голяма; височината на опорите между устройствата (разстоянието между печатните платки и пътния просвет) също става все по-малка, а влиянието на факторите на околната среда върху PCBA също се увеличава. Поради това, ние поставяме по-високи изисквания към надеждността на печатните платки на електронните продукти.
1. Фактори на околната среда и тяхното въздействие
Често срещани фактори на околната среда като влажност, прах, солен спрей, мухъл и др. могат да причинят различни проблеми с повредата на PCBA.
Влажност
Почти всички електронни компоненти на печатни платки във външната среда са изложени на риск от корозия, сред които водата е най-важната среда за корозия. Водните молекули са достатъчно малки, за да проникнат през молекулярната междина на някои полимерни материали и да влязат във вътрешността им или да достигнат до подлежащия метал през отвора в покритието, причинявайки корозия. Когато атмосферата достигне определена влажност, това може да причини електрохимична миграция на печатни платки, ток на утечка и изкривяване на сигнала във високочестотни вериги.
Пара/влажност + йонни замърсители (соли, активни вещества за флюс) = проводими електролити + напрежение = електрохимична миграция
Когато относителната влажност в атмосферата достигне 80%, ще се образува воден филм с дебелина от 5~20 молекули и всякакви молекули могат да се движат свободно. При наличие на въглерод могат да възникнат електрохимични реакции.
Когато относителната влажност достигне 60%, повърхностният слой на оборудването ще образува воден филм с дебелина 2~4 водни молекули. Когато в него се разтворят замърсители, ще има химични реакции.
Когато относителната влажност (RH) в атмосферата е < 20%, почти всички корозионни явления спират.
Следователно, влагоустойчивостта е важна част от защитата на продукта.
При електронните устройства влагата се среща в три форми: дъжд, конденз и водна пара. Водата е електролит, който разтваря големи количества корозивни йони, които корозират металите. Когато температурата на определена част от оборудването е под „точката на оросяване“ (температура), ще има конденз по повърхността: структурни части или печатни платки.
Прах
В атмосферата има прах, адсорбираните от прах йонни замърсители се отлагат във вътрешността на електронното оборудване и причиняват повреди. Това е често срещан проблем при електронните повреди в полеви условия.
Прахът се разделя на два вида: едрият прах е с диаметър 2,5~15 микрона и представлява неправилни частици, които обикновено не причиняват повреди, дъги и други проблеми, но влияят на контакта на конектора; финият прах е неправилни частици с диаметър по-малък от 2,5 микрона. Финият прах има известна адхезия към PCBA (фурнир), която може да се отстрани само с антистатична четка.
Опасности от праха. Поради натрупването на прах върху повърхността на PCBA се генерира електрохимична корозия и процентът на повреди се увеличава; б. Прахът + влажната топлина + солената мъгла причиняват най-големи щети на PCBA, а повреди на електронното оборудване са най-чести в химическата промишленост и минните райони близо до брега, пустинята (солено-алкална земя) и южно от река Хуайхе по време на сезона на плесен и дъждове.
Следователно, защитата от прах е важна част от продукта.
Солен спрей
Образуване на солен спрей:Солената мъгла се причинява от природни фактори като океански вълни, приливи и отливи, атмосферно циркулационно (мусонно) налягане, слънчево греене и т.н. Тя ще се отнесе навътре в сушата с вятъра и концентрацията ѝ ще намалее с разстоянието от брега. Обикновено концентрацията на солена мъгла е 1% от брега, когато е на 1 км от него (но ще духа по-далеч по време на тайфун).
Вредността на соления спрей:а. повреждат покритието на металните конструктивни части; б. Ускоряването на скоростта на електрохимичната корозия води до счупване на метални проводници и повреда на компоненти.
Подобни източници на корозия:а. Потта от ръцете съдържа сол, урея, млечна киселина и други химикали, които имат същия корозивен ефект върху електронното оборудване като соления спрей. Поради това, по време на сглобяване или употреба трябва да се носят ръкавици и покритието не трябва да се докосва с голи ръце; б. Във флюса има халогени и киселини, които трябва да се почистват и остатъчната им концентрация да се контролира.
Следователно, предотвратяването на солена мъгла е важна част от защитата на продуктите.
Мухъл
Мухълът, общоприетото наименование на нишковидните гъби, означава „плесенясали гъби“, са склонни да образуват буен мицел, но не произвеждат големи плодни тела като гъбите. На влажни и топли места много неща растат с невъоръжено око, някои от пухкавите, флокулентни или паяжинообразни колонии, т.е. мухъл.
ФИГ. 5: Феномен на плесен от ПХБ
Вреда от мухъла. фагоцитозата и размножаването на мухъла водят до влошаване, увреждане и разрушаване на изолацията на органичните материали; б. метаболитите на мухъла са органични киселини, които влияят на изолацията и електрическата якост и произвеждат електрическа дъга.
Следователно, противоплесенните средства са важна част от защитните продукти.
Като се имат предвид горепосочените аспекти, надеждността на продукта трябва да бъде по-добре гарантирана, той трябва да бъде изолиран от външната среда възможно най-ниско, така че се въвежда процесът на формоване на покритие.
Покриване на печатни платки след процес на покритие, под ефекта на стрелба с лилава лампа, оригиналното покритие може да бъде толкова красиво!
Три анти-бояджийско покритиеОтнася се за нанасяне на тънък защитен изолационен слой върху повърхността на печатната платка. Това е най-често използваният метод за покритие след заваряване в момента, понякога наричан повърхностно покритие и конформно покритие (английско наименование: coating, conformal coating). То ще изолира чувствителните електронни компоненти от суровата среда, може значително да подобри безопасността и надеждността на електронните продукти и да удължи експлоатационния им живот. Трите вида антикорозионни покрития могат да предпазят веригите/компонентите от фактори на околната среда като влага, замърсители, корозия, напрежение, удар, механични вибрации и термични цикли, като същевременно подобряват механичната якост и изолационните характеристики на продукта.
След процеса на покритие на печатни платки, върху повърхността се образува прозрачен защитен филм, който ефективно предотвратява проникването на вода и влага, избягва течове и късо съединение.
2. Основни моменти от процеса на нанасяне на покритие
Съгласно изискванията на IPC-A-610E (Стандарт за тестване на електронни сглобки), това се отразява главно в следните аспекти:
Регион
1. Зони, които не могат да бъдат покрити:
Зони, изискващи електрически връзки, като например златни контактни площадки, златни пръсти, метални проходни отвори, тестови отвори;
Батерии и сервиз за ремонт на батерии;
Конектор;
Предпазител и корпус;
Устройство за разсейване на топлината;
Свързващ кабел;
Лещата на оптично устройство;
Потенциометър;
Сензор;
Няма запечатан превключвател;
Други области, където покритието може да повлияе на производителността или работата.
2. Зони, които трябва да бъдат покритивсички споени съединения, щифтове, компоненти и проводници.
3. Допълнителни области
Дебелина
Дебелината се измерва върху плоска, безпрепятствена, втвърдена повърхност на печатния компонент или върху прикрепена плоча, която преминава през процеса с компонента. Прикрепените платки могат да бъдат от същия материал като печатните платки или други непорести материали, като метал или стъкло. Измерването на дебелината на мокрия филм може да се използва и като допълнителен метод за измерване на дебелината на покритието, стига да има документирана зависимост между дебелината на мокрия и сухия филм.
Таблица 1: Стандартен диапазон на дебелина за всеки вид покривен материал
Метод за изпитване на дебелина:
1. Инструмент за измерване на дебелината на сух филм: a микрометър (IPC-CC-830B); b тестер за дебелина на сух филм (с желязна основа)
Фигура 9. Микрометров апарат за сухо филмово изследване
2. Измерване на дебелината на мокрия филм: дебелината на мокрия филм може да се получи чрез инструмент за измерване на дебелината на мокрия филм и след това да се изчисли чрез съотношението на съдържанието на твърдо вещество в лепилото
Дебелина на сухия филм
На Фиг. 10 дебелината на мокрия филм е получена от тестер за дебелина на мокрия филм, след което е изчислена дебелината на сухия филм.
Разделителна способност по ръбовете
ОпределениеПри нормални обстоятелства, пръскането от разпръскващия клапан извън ръба на линията няма да бъде много праволинейно, винаги ще има известна неравност. Ширината на неравността се определя като разделителна способност на ръба. Както е показано по-долу, размерът d е стойността на разделителната способност на ръба.
Забележка: Разделителната способност на ръба определено е по-малка, но изискванията на различните клиенти не са еднакви, така че специфичната разделителна способност на покрития ръб е стига да отговаря на изискванията на клиента.
Фигура 11: Сравнение на разделителната способност по ръбове
Еднородност
Лепилото трябва да е с равномерна дебелина и гладък, прозрачен филм, покрит върху продукта. Акцентът е върху равномерността на лепилото, покрито върху продукта над площта. Следователно, дебелината на лепилото трябва да е еднаква, без проблеми с процеса: пукнатини, стратификация, оранжеви линии, замърсяване, капилярни явления, мехурчета.
Фигура 12: Аксиална автоматична машина за покритие от серия AC, ефект на покритие, еднородност е много постоянна
3. Реализацията на процеса на нанасяне на покритие
Процес на нанасяне на покритие
1 Подготовка
Подгответе продукти, лепило и други необходими предмети;
Определете местоположението на местната защита;
Определете ключови детайли на процеса
2: Измиване
Трябва да се почисти възможно най-скоро след заваряване, за да се предотврати трудното почистване на замърсявания от заваряване;
Определете дали основният замърсител е полярен или неполярен, за да изберете подходящия почистващ препарат;
Ако се използва почистващ препарат на базата на алкохол, трябва да се обърне внимание на безопасността: трябва да има добра вентилация и правила за охлаждане и сушене след измиване, за да се предотврати изпаряването на остатъчния разтворител, причинено от експлозия във фурната;
Почистване с вода, с алкална почистваща течност (емулсия) за измиване на флюса, след което изплакване с чиста вода за почистване на почистващата течност, за да се отговаря на стандартите за почистване;
3. Маскираща защита (ако не се използва оборудване за селективно покритие), т.е. маска;
Трябва да изберете незалепващо фолио, което няма да прехвърли хартиената лента;
За защита на интегралните схеми трябва да се използва антистатична хартиена лента;
Съгласно изискванията на чертежите за някои устройства за екраниране на защитата;
4. Обезвлажняване
След почистване, екранираната PCBA (компонент) трябва да бъде предварително изсушена и обезвлажнена преди нанасяне на покритие;
Определете температурата/времето за предварително сушене според температурата, разрешена от PCBA (компонент);
PCBA (компонент) може да бъде разрешено да определя температурата/времето на масата за предварително сушене
5 Палто
Процесът на нанасяне на покритие на формата зависи от изискванията за защита на печатните платки (PCBA), съществуващото технологично оборудване и съществуващия технически резерв, което обикновено се постига по следните начини:
а. Четкайте на ръка
Фигура 13: Метод за ръчно четкане
Четковото покритие е най-широко приложимият процес, подходящ за производство на малки партиди. PCBA структурата е сложна и плътна, което изисква защита от агресивни продукти. Тъй като четковото покритие може да се контролира свободно, частите, които не се допускат за боядисване, не се замърсяват.
Нанасянето с четка изразходва най-малко материал, което е подходящо за по-високата цена на двукомпонентната боя;
Процесът на боядисване има високи изисквания към оператора. Преди изграждането, чертежите и изискванията за покритие трябва да бъдат внимателно проучени, имената на компонентите на PCBA трябва да бъдат разпознати, а частите, които не могат да бъдат покрити, трябва да бъдат маркирани с привличащи вниманието маркировки;
Операторите нямат право да докосват отпечатания плъгин с ръце по всяко време, за да избегнат замърсяване;
b.Потопете на ръка
Фигура 14: Метод за ръчно потапяне
Процесът на потапяне осигурява най-добри резултати. Равномерно, непрекъснато покритие може да се нанесе върху всяка част от печатната платка (PCBA). Процесът на потапяне не е подходящ за печатни платки с регулируеми кондензатори, фино настройващи се магнитни сърцевини, потенциометри, чашковидни магнитни сърцевини и някои части с лошо уплътнение.
Ключови параметри на процеса на потапяне:
Регулирайте подходящия вискозитет;
Контролирайте скоростта, с която се повдига PCBA, за да предотвратите образуването на мехурчета. Обикновено не повече от 1 метър в секунда;
в. Пръскане
Пръскането е най-широко използваният и лесен за приемане метод на обработка, разделен на следните две категории:
① Ръчно пръскане
Фигура 15: Метод на ръчно пръскане
Подходящо за по-сложни детайли, трудно е да се разчита на автоматизирано оборудване за масово производство, подходящо е и за разнообразие от продуктови линии, но в по-малка степен, може да се пръска в по-специална позиция.
Забележка относно ръчното пръскане: мъглата от боя ще замърси някои устройства, като например щепсели за печатни платки, цокъли за интегрални схеми, някои чувствителни контакти и някои заземяващи части. При тези части е необходимо да се обърне внимание на надеждността на защитата на корпуса. Друг момент е операторът да не докосва отпечатания щепсел с ръка, за да се предотврати замърсяване на контактната повърхност на щепсела.
② Автоматично пръскане
Обикновено се отнася до автоматично пръскане със селективно оборудване за покритие. Подходящо за масово производство, добра консистенция, висока прецизност, малко замърсяване на околната среда. С модернизацията на индустрията, увеличаването на разходите за труд и строгите изисквания за опазване на околната среда, автоматичното оборудване за пръскане постепенно замества другите методи за покритие.
С нарастващите изисквания за автоматизация на Индустрия 4.0, фокусът на индустрията се измести от осигуряването на подходящо оборудване за нанасяне на покрития към решаването на проблема с целия процес на нанасяне на покритие. Автоматична машина за селективно нанасяне на покрития - прецизно покритие и без разхищение на материал, подходяща за големи количества покритие, най-подходяща за големи количества трислойно антикорозионно покритие.
Сравнение наавтоматична машина за покритиеитрадиционен процес на покритие
Традиционно трислойно боядисване на PCBA:
1) Покритие с четка: има мехурчета, вълни, премахване на косми с четка;
2) Писане: твърде бавно, прецизността не може да се контролира;
3) Накисване на цялото парче: твърде разточителна боя, бавна скорост;
4) Пръскане с пистолет: за защита на приспособлението, прекалено голямо отклонение
Машинно покритие:
1) Количеството боядисване със спрей, позицията на боядисване със спрей и площта са зададени точно и няма нужда да се добавят хора, които да избърсват дъската след боядисване със спрей.
2) Някои щепселни компоненти с голямо разстояние от ръба на плочата могат да бъдат боядисани директно, без да се монтира приспособлението, спестявайки персонала за монтаж на плочата.
3) Без изпаряване на газ, за да се осигури чиста работна среда.
4) Целият субстрат не е необходимо да използва приспособления за покриване на въглеродния филм, което елиминира възможността за сблъсък.
5) Три еднакви дебелини на покритието против боя, значително подобряват ефективността на производството и качеството на продукта, но също така избягват разхищението на боя.
Автоматичната машина за нанасяне на три вида антикорозионно покритие PCBA е специално проектирана за пръскане с интелигентно оборудване за пръскане с три вида антикорозионно покритие. Тъй като материалът, който ще се пръска, и нанасяната течност за пръскане са различни, машината за нанасяне на покрития в конструкцията на оборудването също е различна. Машината за нанасяне на три вида антикорозионно покритие използва най-новата компютърна програма за управление, може да реализира триосно свързване, като същевременно е оборудвана със система за позициониране и проследяване на камерата, за да може точно да контролира зоната на пръскане.
Машината за нанасяне на три анти-бояджийски покрития, известна още като машина за нанасяне на три анти-бояджийски лепила, машина за лепене с три спрея против боя, машина за пръскане с масло против боя, машина за пръскане с три анти-бояджийски покрития, е специално предназначена за контрол на флуидите, като върху повърхността на печатната платка се нанася слой от три анти-бояджийски покрития, като например импрегниране, пръскане или центрофугиране, върху повърхността на печатната платка се нанася слой фоторезист.
Как да се реши новата ера на търсенето на три вида антикорозионни покрития се превърна в спешен проблем, който трябва да бъде решен в индустрията. Автоматичното оборудване за покритие, представено от прецизна машина за селективно покритие, предлага нов начин на работа,покритие точно и без разхищение на материали, най-подходящо за голям брой от три анти-бояджийски покрития.
