Begrebet ingen rengøring
⑴Hvad er ingen rengøring [3]
Ingen rensning refererer til brugen af lavt faststofindhold, ikke-ætsende flux i elektronisk samlingsproduktion, svejsning i et inertgasmiljø, og resterne på printpladen efter svejsning er ekstremt lille, ikke-ætsende og har en ekstrem høj overfladeisoleringsmodstand (SIR). Under normale omstændigheder kræves ingen rengøring for at opfylde ionrenhedsstandarden (den amerikanske militærstandard MIL-P-228809 ionkontamineringsniveau er opdelt i: Niveau 1 ≤ 1,5 ugNaCl/cm2 ingen forurening; Niveau 2 ≤ 1,5~5,0ugNACl/cm2 høj kvalitet; Niveau 3 ≤ 5.0~10.0ugNaCl/cm2 opfylder kravene. Niveau 4 > 10.0ugNaCl/cm2 er ikke rent), og kan gå direkte ind i den næste proces. Det skal pointeres, at "rengøringsfri" og "ingen rengøring" er to helt forskellige begreber. Den såkaldte "ingen rengøring" refererer til brugen af traditionel kolofoniumflux (RMA) eller organisk syreflux i elektronisk montageproduktion. Selvom der er visse rester på pladens overflade efter svejsning, kan kvalitetskravene for visse produkter opfyldes uden rengøring. For eksempel er elektroniske husholdningsprodukter, professionelt audiovisuelt udstyr, billigt kontorudstyr og andre produkter normalt "ingen rengøring" under produktionen, men de er absolut ikke "rengøringsfrie".
⑵ Fordele ved ingen rengøring
① Forbedre økonomiske fordele: Efter at have opnået ingen rengøring, er den mest direkte fordel, at der ikke er behov for at udføre rengøringsarbejde, så en stor mængde rengøringsarbejde, udstyr, stedet, materialer (vand, opløsningsmiddel) og energiforbrug kan spares. Samtidig spares arbejdstimer på grund af afkortningen af procesflowet og produktionseffektiviteten forbedres.
② Forbedre produktkvaliteten: På grund af implementeringen af ingen rengøringsteknologi er det påkrævet strengt at kontrollere kvaliteten af materialer, såsom korrosionsevnen af flux (halogenider er ikke tilladt), loddeevnen af komponenter og trykte kredsløb osv. ; i montageprocessen skal nogle avancerede procesmidler anvendes, såsom sprøjtning af flusmiddel, svejsning under inertgasbeskyttelse osv. Implementeringen af no-clean-processen kan undgå skader af rengøringsspændinger på svejsekomponenterne, så nej- ren er yderst gavnlig for at forbedre produktkvaliteten.
③ Fordelagtigt for miljøbeskyttelse: Efter at have vedtaget den no-clean-teknologi, kan brugen af ODS-stoffer stoppes, og brugen af flygtige organiske forbindelser (VOC) reduceres kraftigt, hvilket har en positiv effekt på beskyttelsen af ozonlaget.
Materialekrav
⑴ Ingen ren flux
For at få printpladens overflade efter svejsning til at nå det specificerede kvalitetsniveau uden rengøring, er valget af flux en nøgle. Normalt stilles følgende krav til den no-clean flux:
① Lavt faststofindhold: mindre end 2 %
Traditionelle flusmidler har højt faststofindhold (20-40%), medium faststofindhold (10-15%) og lavt faststofindhold (5-10%). Efter svejsning med disse flusmidler har printpladens overflade mere eller mindre rester, mens faststofindholdet i det no-clean flusmiddel skal være mindre end 2 %, og det kan ikke indeholde kolofonium, så der er stort set ingen rester på pladen overflade efter svejsning.
② Ikke-ætsende: Halogenfri, overfladeisoleringsmodstand >1,0×1011Ω
Traditionel loddemiddel har et højt faststofindhold, som kan "pakke ind" nogle skadelige stoffer efter svejsning, isolere dem fra kontakt med luften og danne et isolerende beskyttende lag. På grund af det ekstremt lave faststofindhold kan det ikke-rene loddemiddel dog ikke danne et isolerende beskyttende lag. Hvis en lille mængde skadelige komponenter forbliver på pladens overflade, vil det forårsage alvorlige negative konsekvenser såsom korrosion og lækage. Derfor må no-clean loddemiddel ikke indeholde halogenkomponenter.
Følgende metoder bruges normalt til at teste korrosiviteten af loddeflux:
en. Korrosionstest af kobberspejl: Test den kortsigtede korrosivitet af loddemiddel (loddepasta)
b. Sølvkromat testpapirtest: Test indholdet af halogenider i loddeflussmidlet
c. Overfladeisolationsmodstandstest: Test overfladeisolationsmodstanden af PCB'en efter lodning for at bestemme pålideligheden af den langsigtede elektriske ydeevne af loddefluxen (loddepasta)
d. Korrosionstest: Test korrosiviteten af resterne på PCB-overfladen efter lodning
e. Test graden af reduktion i lederafstanden på printpladens overflade efter svejsning
③ Loddebarhed: ekspansionshastighed ≥ 80 %
Loddeevne og ætsningsevne er et par modstridende indikatorer. For at flussmidlet skal have en vis evne til at fjerne oxider og opretholde en vis grad af aktivitet under hele forvarmnings- og svejseprocessen, skal det indeholde noget syre. Den mest almindeligt anvendte i no-clean flux er den ikke-vandopløselige eddikesyreserie, og formlen kan også omfatte aminer, ammoniak og syntetiske harpikser. Forskellige formler vil påvirke dens aktivitet og pålidelighed. Forskellige virksomheder har forskellige krav og interne kontrolindikatorer, men de skal opfylde kravene om høj svejsekvalitet og ikke-ætsende brug.
Aktiviteten af fluxen måles sædvanligvis ved pH-værdi. pH-værdien af den no-clean flux bør kontrolleres inden for de tekniske betingelser, der er specificeret af produktet (pH-værdien for hver producent er lidt forskellig).
④ Opfyld miljøbeskyttelseskrav: ikke-giftig, ingen stærk irriterende lugt, dybest set ingen forurening af miljøet og sikker drift.
⑵ Ikke-rene printkort og komponenter
Ved implementeringen af den no-clean svejseproces er loddeevnen og renheden af printpladen og komponenterne de nøgleaspekter, der skal kontrolleres. For at sikre loddeevne bør producenten opbevare det i en konstant temperatur og tørt miljø og nøje kontrollere dets brug inden for den effektive opbevaringstid, forudsat at leverandøren er forpligtet til at garantere loddeevne. For at sikre renlighed skal miljø- og driftsspecifikationerne være strengt kontrolleret under produktionsprocessen for at undgå menneskelig forurening, såsom håndmærker, svedmærker, fedt, støv osv.
Ingen ren svejseproces
Efter at have vedtaget no-clean flux, selv om svejseprocessen forbliver uændret, skal implementeringsmetoden og relaterede procesparametre tilpasse sig de specifikke krav til no-clean teknologi. Hovedindholdet er som følger:
⑴ Fluxbelægning
For at opnå en god no-clean effekt skal fluxbelægningsprocessen nøje kontrollere to parametre, nemlig faststofindholdet i fluxen og belægningsmængden.
Normalt er der tre måder at påføre flux på: skumningsmetode, bølgetopmetode og sprøjtemetode. I no-clean-processen er skumningsmetoden og bølgetopmetoden af mange årsager ikke egnede. Først anbringes fluxen af opskumningsmetoden og bølgetopmetoden i en åben beholder. Da opløsningsmiddelindholdet i no-clean fluxen er meget højt, er det særligt let at fordampe, hvilket fører til en stigning i faststofindholdet. Derfor er det vanskeligt at kontrollere sammensætningen af fluxen til at forblive uændret ved hjælp af vægtfyldemetoden under produktionsprocessen, og den store mængde opløsningsmiddelfordampning forårsager også forurening og spild; for det andet, da faststofindholdet i den no-clean flux er ekstremt lav, er det ikke befordrende for skumdannelse; for det tredje kan mængden af påført flux ikke kontrolleres under belægningen, og belægningen er ujævn, og der er ofte for stor flux tilbage på kanten af pladen. Derfor kan disse to metoder ikke opnå den ideelle no-clean effekt.
Sprøjtemetoden er den nyeste fluxbelægningsmetode og er mest velegnet til belægning af ikke-rent flux. Fordi flusmidlet er placeret i en forseglet trykbeholder, sprøjtes tågeflussmidlet ud gennem dysen og coates på overfladen af PCB'en. Sprøjtemængden, forstøvningsgraden og sprøjtebredden på sprøjten kan justeres, så mængden af påført flux kan kontrolleres nøjagtigt. Da den påførte flux er et tyndt tågelag, er fluxen på pladeoverfladen meget ensartet, hvilket kan sikre, at pladeoverfladen efter svejsning opfylder kravene til rensning uden rengøring. På samme tid, da flusmidlet er fuldstændigt forseglet i beholderen, er det ikke nødvendigt at overveje fordampningen af opløsningsmidlet og absorptionen af fugt i atmosfæren. På denne måde kan flusmidlets specifikke vægtfylde (eller effektive ingrediens) holdes uændret, og det skal ikke udskiftes, før det er brugt op. Sammenlignet med opskumningsmetoden og bølgetopmetoden kan mængden af flux reduceres med mere end 60 %. Derfor er sprøjtebelægningsmetoden den foretrukne belægningsproces i no-clean-processen.
Ved brug af sprøjtebelægningsprocessen skal det bemærkes, at da flusmidlet indeholder flere brandfarlige opløsningsmidler, har opløsningsmiddeldampen, der afgives under sprøjtning, en vis eksplosionsrisiko, hvorfor udstyret skal have gode udsugningsfaciliteter og nødvendigt brandslukningsudstyr.
⑵ Forvarmning
Efter påføring af fluxen går de svejste dele ind i forvarmningsprocessen, og opløsningsmiddeldelen i fluxen fordampes ved forvarmning for at øge fluxens aktivitet. Efter brug af no-clean flux, hvad er det mest passende område for forvarmningstemperaturen?
Praksis har vist, at efter brug af no-clean flux, hvis den traditionelle forvarmningstemperatur (90±10℃) stadig bruges til kontrol, kan der opstå negative konsekvenser. Hovedårsagen er, at no-clean flux er et lavt faststofindhold, halogenfrit flusmiddel med generelt svag aktivitet, og dets aktivator kan næppe fjerne metaloxider ved lave temperaturer. Efterhånden som forvarmningstemperaturen stiger, begynder fluxen gradvist at aktiveres, og når temperaturen når 100℃, frigives det aktive stof og reagerer hurtigt med metaloxidet. Derudover er opløsningsmiddelindholdet i no-clean flux ret højt (ca. 97%). Hvis forvarmningstemperaturen er utilstrækkelig, kan opløsningsmidlet ikke fordampes fuldstændigt. Når svejsningen kommer ind i tinbadet, på grund af den hurtige fordampning af opløsningsmidlet, vil det smeltede loddemateriale sprøjte og danne loddekugler, eller den faktiske temperatur på svejsepunktet falder, hvilket resulterer i dårlige loddesamlinger. Derfor er styring af forvarmningstemperaturen i no-clean-processen et andet vigtigt led. Det kræves normalt, at det kontrolleres ved den øvre grænse af de traditionelle krav (100 ℃) eller højere (i henhold til leverandørens vejledende temperaturkurve), og der bør være tilstrækkelig forvarmningstid til, at opløsningsmidlet kan fordampe fuldstændigt.
⑶ Svejsning
På grund af de strenge restriktioner på faststofindholdet og ætsningen af flusmidlet er dets loddeevne uundgåeligt begrænset. For at opnå en god svejsekvalitet skal der stilles nye krav til svejseudstyret - det skal have en inertgasbeskyttelsesfunktion. Ud over at tage ovennævnte foranstaltninger kræver no-clean-processen også en strengere kontrol af de forskellige procesparametre i svejseprocessen, hovedsageligt inklusive svejsetemperatur, svejsetid, PCB-fortinningsdybde og PCB-transmissionsvinkel. I henhold til brugen af forskellige typer no-clean flux bør de forskellige procesparametre for bølgeloddeudstyret justeres for at opnå tilfredsstillende no-clean svejseresultater.
