Detalizēta SMT plākstera un THT caur caurumu spraudņa PCBA trīs pretkrāsošanas pārklājuma procesa un galveno tehnoloģiju analīze!
Tā kā PCBA komponentu izmērs kļūst arvien mazāks, blīvums kļūst arvien lielāks; Arī ierīču un ierīču atbalsta augstums (attālums starp PCB un klīrensu) kļūst arvien mazāks, un palielinās arī vides faktoru ietekme uz PCBA. Tāpēc mēs izvirzām augstākas prasības elektronisko izstrādājumu PCBA uzticamībai.
1. Vides faktori un to ietekme
Bieži sastopami vides faktori, piemēram, mitrums, putekļi, sāls aerosols, pelējums utt., var izraisīt dažādas PCBA atteices problēmas.
Mitrums
Gandrīz visi elektroniskie PCB komponenti ārējā vidē ir pakļauti korozijas riskam, un ūdens ir vissvarīgākā korozijas vide. Ūdens molekulas ir pietiekami mazas, lai iekļūtu dažu polimēru materiālu molekulārajā atstarpē un iekļūtu iekšpusē vai sasniegtu pamatā esošo metālu caur pārklājuma caurumu, izraisot koroziju. Kad atmosfēra sasniedz noteiktu mitruma līmeni, tas var izraisīt PCB elektroķīmisko migrāciju, noplūdes strāvu un signāla kropļojumus augstfrekvences ķēdē.
Tvaiks/mitrums + jonu piesārņotāji (sāļi, plūsmas aktīvās vielas) = vadoši elektrolīti + sprieguma spriegums = elektroķīmiskā migrācija
Kad atmosfēras relatīvais mitrums (RM) sasniedz 80%, izveidojas ūdens plēve ar 5–20 molekulu biezumu, un visu veidu molekulas var brīvi pārvietoties. Oglekļa klātbūtnē var notikt elektroķīmiskas reakcijas.
Kad relatīvais gaisa mitrums sasniedz 60%, iekārtas virsmas slānī veidosies 2–4 ūdens molekulu bieza ūdens plēve, kurā izšķīdīs piesārņotāji, notiks ķīmiskas reakcijas.
Kad atmosfēras relatīvais mitrums (RH) ir < 20%, gandrīz visas korozijas parādības apstājas.
Tāpēc mitruma izturība ir svarīga produkta aizsardzības sastāvdaļa.
Elektroniskajām ierīcēm mitrums ir trīs formās: lietus, kondensāts un ūdens tvaiki. Ūdens ir elektrolīts, kas izšķīdina lielu daudzumu kodīgu jonu, kas korodē metālus. Kad noteiktas iekārtas daļas temperatūra ir zem "rasas punkta" (temperatūras), uz virsmas veidosies kondensāts: konstrukcijas daļas vai PCBA.
Putekļi
Atmosfērā ir putekļi, putekļu adsorbētie jonu piesārņotāji nosēžas elektronisko iekārtu iekšpusē un izraisa bojājumus. Tā ir izplatīta problēma elektronisko iekārtu kļūmju gadījumā.
Putekļi tiek iedalīti divos veidosRupjie putekļi ir neregulāras formas daļiņas ar diametru 2,5–15 mikroni, kas parasti nerada kļūmes, loku un citas problēmas, bet ietekmē savienotāja kontaktu; smalki putekļi ir neregulāras formas daļiņas, kuru diametrs ir mazāks par 2,5 mikroniem. Smalkajiem putekļiem ir noteikta liptspēja pie PCBA (finiera), ko var noņemt tikai ar antistatisku otu.
Putekļu bīstamībaa. Putekļu nosēdumu dēļ uz PCBA virsmas rodas elektroķīmiskā korozija un palielinās atteices biežums; b. Putekļi + mitrs karstums + sāls migla nodarīja vislielākos bojājumus PCBA, un elektronisko iekārtu atteices bija visvairāk ķīmiskās rūpniecības un kalnrūpniecības apgabalos piekrastes tuvumā, tuksnesī (sālsūdens-sārmu zemē) un Huaihe upes dienvidos miltrasas un lietus sezonas laikā.
Tāpēc putekļu aizsardzība ir svarīga produkta sastāvdaļa.
Sāls aerosols
Sāls aerosola veidošanās:Sāls aerosolu izraisa dabiski faktori, piemēram, okeāna viļņi, plūdmaiņas, atmosfēras cirkulācijas (musonu) spiediens, saules gaisma utt. Tas kopā ar vēju dreifēs iekšzemē, un tā koncentrācija samazināsies līdz ar attālumu no krasta. Parasti sāls aerosola koncentrācija ir 1% no piekrastes, ja tā atrodas 1 km attālumā no krasta (bet taifūnu laikā tas pūs tālāk).
Sāls aerosola kaitīgums:a. bojāt metāla konstrukciju daļu pārklājumu; b. Elektroķīmiskās korozijas ātruma paātrināšanās noved pie metāla stiepļu lūzumiem un detaļu bojājumiem.
Līdzīgi korozijas avoti:a. Roku sviedri satur sāli, urīnvielu, pienskābi un citas ķīmiskas vielas, kurām ir tāda pati kodīga iedarbība uz elektroniskajām iekārtām kā sāls aerosolam. Tāpēc montāžas vai lietošanas laikā jāvalkā cimdi, un pārklājumu nedrīkst pieskarties ar kailām rokām; b. Fluksā ir halogēni un skābes, kas jātīra un jākontrolē to atlieku koncentrācija.
Tāpēc sāls izsmidzināšanas novēršana ir svarīga produktu aizsardzības sastāvdaļa.
Pelējums
Miltrasa, pavedienveida sēņu vispārpieņemtais nosaukums, nozīmē "pelējuma sēnes", mēdz veidot greznu micēliju, bet neražo lielus augļķermeņus kā sēnes. Mitrās un siltās vietās daudzi augi ar neapbruņotu aci var redzēt dažas no pūkainām, pārslainām vai zirnekļa tīkla formas kolonijām, tas ir, pelējumu.
5. attēls: PCB pelējuma parādība
Pelējuma kaitējumsa. pelējuma fagocitoze un vairošanās izraisa organisko materiālu izolācijas samazināšanos, bojājumus un atteici; b. pelējuma metabolīti ir organiskās skābes, kas ietekmē izolāciju un elektrisko izturību, kā arī rada elektrisko loku.
Tāpēc pretpelējuma līdzeklis ir svarīga aizsardzības līdzekļu sastāvdaļa.
Ņemot vērā iepriekš minētos aspektus, ir labāk jāgarantē produkta uzticamība, tas pēc iespējas zemāk jāizolē no ārējās vides, tāpēc tiek ieviests formas pārklāšanas process.
Pārklāšanas PCB pēc pārklāšanas procesa, zem purpura lampas šaušanas efekta, sākotnējais pārklājums var būt tik skaists!
Trīs pretkrāsas pārklājumiattiecas uz plānas aizsargājošas izolācijas kārtas uzklāšanu uz PCB virsmas. Pašlaik tā ir visbiežāk izmantotā pēcmetināšanas pārklāšanas metode, ko dažreiz sauc par virsmas pārklāšanu un konformālo pārklāšanu (angļu nosaukums: coating, conformal coating). Tā izolēs jutīgas elektroniskās sastāvdaļas no skarbas vides, var ievērojami uzlabot elektronisko izstrādājumu drošību un uzticamību, kā arī pagarināt izstrādājumu kalpošanas laiku. Trīskāršais pretkrāsošanas pārklājums var aizsargāt shēmas/sastāvdaļas no tādiem vides faktoriem kā mitrums, piesārņotāji, korozija, spriegums, triecieni, mehāniskā vibrācija un termiskie cikli, vienlaikus uzlabojot izstrādājuma mehānisko izturību un izolācijas īpašības.
Pēc PCB pārklāšanas procesa uz virsmas izveidojiet caurspīdīgu aizsargplēvi, kas var efektīvi novērst ūdens un mitruma iekļūšanu, izvairīties no noplūdes un īssavienojuma.
2. Pārklāšanas procesa galvenie punkti
Saskaņā ar IPC-A-610E (elektroniskās montāžas testēšanas standarta) prasībām tas galvenokārt atspoguļojas šādos aspektos:
Reģions
1. Vietas, kuras nevar pārklāt:
Vietas, kur nepieciešami elektriskie savienojumi, piemēram, zelta spilventiņi, zelta pirkstiņi, metāla caurumi, testa caurumi;
Baterijas un bateriju remontētāji;
Savienotājs;
Drošinātājs un korpuss;
Siltuma izkliedes ierīce;
Džempera vads;
Optiskās ierīces lēca;
Potenciometrs;
Sensors;
Nav noslēgta slēdža;
Citas vietas, kur pārklājums var ietekmēt veiktspēju vai darbību.
2. Pārklājamās zonasvisi lodējuma savienojumi, tapas, komponenti un vadītāji.
3. Papildu zonas
Biezums
Biezumu mēra uz līdzenas, netraucētas, sacietējušas iespiedshēmas komponenta virsmas vai uz piestiprinātas plāksnes, kas tiek apstrādāta kopā ar komponentu. Piestiprinātās plates var būt no tā paša materiāla kā iespiedshēmas plates vai citiem neporainiem materiāliem, piemēram, metāla vai stikla. Mitras plēves biezuma mērīšanu var izmantot arī kā papildu pārklājuma biezuma mērīšanas metodi, ja vien ir dokumentēta konversijas attiecība starp mitras un sausas plēves biezumu.
1. tabula: Katra pārklājuma materiāla veida biezuma diapazona standarts
Biezuma testa metode:
1. Sausās plēves biezuma mērīšanas rīks: a) mikrometrs (IPC-CC-830B); b) sausās plēves biezuma mērītājs (dzelzs pamatne)
9. attēls. Mikrometra sausās plēves aparāts
2. Mitrās plēves biezuma mērīšana: mitrās plēves biezumu var iegūt ar mitrās plēves biezuma mērīšanas instrumentu un pēc tam aprēķināt pēc līmes cietvielu satura proporcijas.
Sausās plēves biezums
10. attēlā mitrās plēves biezums tika iegūts ar mitrās plēves biezuma testeri, un pēc tam tika aprēķināts sausās plēves biezums.
Malu izšķirtspēja
DefinīcijaNormālos apstākļos smidzināšanas vārsta izsmidzinātājs ārpus līnijas malas nebūs ļoti taisns, vienmēr būs noteikts atgremojums. Atremojuma platumu mēs definējam kā malas izšķirtspēju. Kā parādīts zemāk, d lielums ir malas izšķirtspējas vērtība.
Piezīme: malu izšķirtspēja noteikti ir jo mazāka, jo labāk, taču dažādu klientu prasības nav vienādas, tāpēc īpašajai pārklātajai malu izšķirtspējai ir jāatbilst klientu prasībām.
11. attēls: Malu izšķirtspējas salīdzinājums
Vienveidība
Līmei jābūt kā vienmērīgam biezumam un gludai, caurspīdīgai plēvei, kas pārklāta ar produktu, uzsvars tiek likts uz līmes vienmērīgumu, kas pārklāts ar produktu virs zonas, tad biezumam jābūt vienādam, lai nerastos procesa problēmas: plaisas, noslāņošanās, oranžas līnijas, piesārņojums, kapilārais fenomens, burbuļi.
12. attēls: Aksiālās automātiskās maiņstrāvas sērijas automātiskās pārklāšanas mašīnas pārklājuma efekts, vienmērīgums ir ļoti konsekvents
3. Pārklāšanas procesa realizācija
Pārklāšanas process
1 Sagatavot
Sagatavot produktus, līmi un citus nepieciešamos priekšmetus;
Noteikt vietējās aizsardzības atrašanās vietu;
Nosakiet galvenās procesa detaļas
2: Mazgāt
Pēc metināšanas jāveic tīrīšana pēc iespējas īsākā laikā, lai novērstu metināšanas netīrumu apgrūtinātu tīrīšanu;
Lai izvēlētos atbilstošu tīrīšanas līdzekli, nosakiet, vai galvenais piesārņotājs ir polārs vai nepolārs;
Ja tiek izmantots spirta tīrīšanas līdzeklis, jāievēro drošības pasākumi: pēc mazgāšanas jānodrošina laba ventilācija, dzesēšanas un žāvēšanas procesa noteikumi, lai novērstu atlikušā šķīdinātāja iztvaikošanu, ko izraisa sprādziens krāsnī;
Ūdens tīrīšana, ar sārmainu tīrīšanas šķidrumu (emulsiju), lai mazgātu plūsmu, un pēc tam noskalojiet ar tīru ūdeni, lai notīrītu tīrīšanas šķidrumu, lai atbilstu tīrīšanas standartiem;
3. Aizsardzība pret maskēšanu (ja netiek izmantota selektīvās pārklāšanas iekārta), tas ir, maska;
Ja izvēlas nelīpošu plēvi, tā nepārnesīs papīra lenti;
IC aizsardzībai jāizmanto antistatiska papīra lente;
Saskaņā ar dažu ierīču rasējumu prasībām, lai aizsargātu ekrānu;
4. Mitruma samazināšana
Pēc tīrīšanas ekranētā PCBA (komponente) pirms pārklāšanas ir iepriekš jāizžāvē un jāsamitrina;
Nosakiet priekšžāvēšanas temperatūru/laiku atbilstoši PCBA (komponenta) atļautajai temperatūrai;
PCBA (komponentam) var atļaut noteikt iepriekšējas žāvēšanas galda temperatūru/laiku
5 kārtas
Formas pārklāšanas process ir atkarīgs no PCBA aizsardzības prasībām, esošā procesa aprīkojuma un esošās tehniskās rezerves, kas parasti tiek panākta šādos veidos:
a. Ar roku otu
13. attēls: Roku tīrīšanas metode
Otas pārklājums ir visplašāk pielietojamais process, kas piemērots nelielu partiju ražošanai, PCBA struktūra ir sarežģīta un blīva, un tai jāatbilst skarbu produktu aizsardzības prasībām. Tā kā otas pārklājumu var brīvi kontrolēt, detaļas, kuras nedrīkst krāsot, netiks piesārņotas.
Ar otu pārklājuma uzklāšana patērē vismazāk materiāla, kas ir piemērots divkomponentu krāsas augstākajai cenai;
Krāsošanas procesam ir augstas prasības operatoram. Pirms būvniecības rūpīgi jāizpēta rasējumi un pārklājuma prasības, jāatpazīst PCBA komponentu nosaukumi un jāmarķē detaļas, kuras nedrīkst pārklāt, ar uzmanību piesaistošām zīmēm.
Operatoriem nav atļauts nekādā gadījumā pieskarties izdrukātajam spraudnim ar rokām, lai izvairītos no piesārņojuma;
b.Mērcēt ar rokām
14. attēls: Pārklāšanas metode ar manuālu iegremdēšanu
Iegremdēšanas pārklāšanas process nodrošina vislabākos pārklāšanas rezultātus. Vienmērīgu, nepārtrauktu pārklājumu var uzklāt uz jebkuras PCBA daļas. Iegremdēšanas pārklāšanas process nav piemērots PCB ar regulējamiem kondensatoriem, precīzi regulējamiem magnētiskajiem serdeņiem, potenciometriem, kausveida magnētiskajiem serdeņiem un dažām detaļām ar sliktu blīvējumu.
Iegremdēšanas pārklāšanas procesa galvenie parametri:
Pielāgojiet atbilstošo viskozitāti;
Kontrolējiet PCBA pacelšanas ātrumu, lai novērstu burbuļu veidošanos. Parasti ne vairāk kā 1 metrs sekundē;
c. Izsmidzināšana
Izsmidzināšana ir visplašāk izmantotā, viegli pieņemamā procesa metode, kas iedalīta šādās divās kategorijās:
① Manuāla izsmidzināšana
15. attēls: Manuālā izsmidzināšanas metode
Piemērots sagatavei ir sarežģītāks, grūti paļaujams uz automatizācijas iekārtu masveida ražošanas situāciju, piemērots arī produktu līnijas šķirnei, bet mazāk situācijai, var izsmidzināt īpašākā pozīcijā.
Piezīme par manuālu izsmidzināšanu: krāsas migla var piesārņot dažas ierīces, piemēram, PCB spraudņus, IC ligzdas, dažus jutīgus kontaktus un dažas zemējuma daļas, tāpēc šīm daļām jāpievērš uzmanība aizsargpārklājuma uzticamībai. Vēl viens aspekts ir tāds, ka operatoram nekad nevajadzētu pieskarties drukātajam spraudnim ar roku, lai novērstu spraudņa kontakta virsmas piesārņošanu.
② Automātiska izsmidzināšana
Parasti tas attiecas uz automātisku izsmidzināšanu ar selektīvas pārklāšanas iekārtām. Piemērots masveida ražošanai, labai konsistencei, augstai precizitātei un nelielam vides piesārņojumam. Līdz ar rūpniecības modernizāciju, darbaspēka izmaksu pieaugumu un stingrām vides aizsardzības prasībām automātiskās izsmidzināšanas iekārtas pakāpeniski aizstāj citas pārklāšanas metodes.
Pieaugot 4.0 rūpniecības automatizācijas prasībām, nozares uzmanības centrā vairs nav atbilstoša pārklāšanas aprīkojuma nodrošināšana, bet gan visa pārklāšanas procesa problēmu risināšana. Automātiska selektīvā pārklāšanas iekārta — precīza pārklāšana bez materiāla atkritumiem, piemērota lielam pārklājuma daudzumam, vispiemērotākā lielam trīsslāņu pārklājuma daudzumam.
Salīdzinājums arautomātiskā pārklāšanas mašīnauntradicionālais pārklāšanas process
Tradicionāls PCBA trīskārši izturīgs krāsas pārklājums:
1) Birstes pārklājums: ir burbuļi, viļņi, birstes matiņu noņemšana;
2) Rakstīšana: pārāk lēna, precizitāti nevar kontrolēt;
3) Visa gabala mērcēšana: pārāk daudz krāsas, lēns ātrums;
4) Izsmidzināšana ar smidzināšanas pistoli: armatūras aizsardzība, pārāk liela notece
Pārklāšanas mašīnas pārklājums:
1) Smidzināšanas krāsas daudzums, krāsošanas pozīcija un laukums ir precīzi iestatīti, un pēc krāsošanas ar smidzināšanu nav nepieciešams pievienot cilvēkus, lai noslaucītu dēli.
2) Dažus spraudkontakta komponentus ar lielu atstarpi no plāksnes malas var krāsot tieši, neuzstādot stiprinājumu, tādējādi ietaupot plāksnes uzstādīšanas personālu.
3) Nav gāzes iztvaikošanas, lai nodrošinātu tīru darba vidi.
4) Visam substrātam nav jāizmanto stiprinājumi, lai pārklātu oglekļa plēvi, tādējādi novēršot sadursmes iespējamību.
5) Trīs vienāda biezuma pretkrāsas pārklājums, kas ievērojami uzlabo ražošanas efektivitāti un produktu kvalitāti, kā arī ļauj izvairīties no krāsas atkritumiem.
PCBA automātiskā trīs asu pretkrāsošanas pārklājuma mašīna ir īpaši izstrādāta trīs asu pretkrāsošanas viedās izsmidzināšanas iekārtu izsmidzināšanai. Tā kā izsmidzināmais materiāls un uzklātais izsmidzināšanas šķidrums atšķiras, arī pārklāšanas mašīnas iekārtu komponentu izvēle ir atšķirīga. Trīs asu pretkrāsošanas pārklājuma mašīna izmanto jaunāko datorvadības programmu, var realizēt trīs asu savienojumu, vienlaikus aprīkota ar kameras pozicionēšanas un izsekošanas sistēmu, lai precīzi kontrolētu izsmidzināšanas laukumu.
Trīs pretkrāsošanas pārklājuma mašīna, kas pazīstama arī kā trīs pretkrāsošanas līmes mašīna, trīs pretkrāsošanas līmes izsmidzināšanas mašīna, trīs pretkrāsošanas eļļas izsmidzināšanas mašīna, trīs pretkrāsošanas izsmidzināšanas mašīna, ir īpaši paredzēta šķidruma kontrolei uz PCB virsmas, kas pārklāta ar trīs pretkrāsošanas slāni, piemēram, impregnēšanas, izsmidzināšanas vai centrifūgas pārklāšanas metodi uz PCB virsmas, kas pārklāta ar fotorezista slāni.
Kā atrisināt jauno trīs krāsu pārklājuma pieprasījumu ēru, ir kļuvusi par steidzamu problēmu, kas jārisina nozarē. Automātiskās pārklāšanas iekārtas, ko pārstāv precīzijas selektīvās pārklāšanas mašīna, piedāvā jaunu darbības veidu,pārklājums ir precīzs un nav materiālu atkritumu, vispiemērotākais lielam skaitam trīs pretkrāsas pārklājumu.
