Podrobná analýza záplaty SMT a zásuvného modulu THT s otvorem PCBA, tři procesy proti nátěru a klíčové technologie!
Jak se velikost součástí PCBA zmenšuje a zmenšuje, hustota se zvyšuje a zvyšuje;Také nosná výška mezi zařízeními a zařízeními (rozteč mezi DPS a světlou výškou) se stále zmenšuje a také se zvyšuje vliv faktorů prostředí na DPS.Proto klademe vyšší požadavky na spolehlivost PCBA elektronických výrobků.
1.Faktory prostředí a jejich vliv
Běžné faktory prostředí, jako je vlhkost, prach, solná mlha, plísně atd., mohou způsobit různé problémy se selháním PCBA
Vlhkost vzduchu
Téměř všechny elektronické součástky DPS ve vnějším prostředí jsou ohroženy korozí, mezi nimiž je voda nejdůležitějším médiem pro korozi.Molekuly vody jsou dostatečně malé, aby pronikly molekulární mezerou sítě některých polymerních materiálů a vstoupily dovnitř nebo se dostaly do spodního kovu dírkou v povlaku, aby způsobily korozi.Když atmosféra dosáhne určité vlhkosti, může způsobit elektrochemickou migraci PCB, svodový proud a zkreslení signálu ve vysokofrekvenčním obvodu.
Pára/vlhkost + iontové nečistoty (soli, tavidla) = vodivé elektrolyty + napěťové napětí = elektrochemická migrace
Když RH v atmosféře dosáhne 80 %, vznikne vodní film o tloušťce 5~20 molekul a všechny druhy molekul se mohou volně pohybovat.Pokud je přítomen uhlík, může docházet k elektrochemickým reakcím.
Když RH dosáhne 60%, povrchová vrstva zařízení vytvoří 2~4 molekuly vody tlustý vodní film, když se rozpouštějí znečišťující látky, dojde k chemickým reakcím;
Když RH < 20 % v atmosféře, téměř všechny korozní jevy ustanou.
Proto je odolnost proti vlhkosti důležitou součástí ochrany produktu.
U elektronických zařízení se vlhkost vyskytuje ve třech formách: déšť, kondenzace a vodní pára.Voda je elektrolyt, který rozpouští velké množství korozivních iontů, které korodují kovy.Když je teplota určité části zařízení pod „rosným bodem“ (teplota), dojde ke kondenzaci na povrchu: konstrukční části nebo PCBA.
Prach
V atmosféře je prach, prach adsorbované iontové znečišťující látky se usazují ve vnitřku elektronického zařízení a způsobují poruchu.To je běžný problém s poruchami elektroniky v terénu.
Prach se dělí na dva druhy: hrubý prach má průměr 2,5 ~ 15 mikronů nepravidelných částic, obecně nezpůsobí poruchu, oblouk a jiné problémy, ale ovlivní kontakt konektoru;Jemný prach jsou nepravidelné částice o průměru menším než 2,5 mikronu.Jemný prach má určitou přilnavost na PCBA (dýha), kterou lze odstranit pouze antistatickým kartáčem.
Nebezpečí prachu: a.V důsledku usazování prachu na povrchu PCBA vzniká elektrochemická koroze a zvyšuje se poruchovost;b.Největší škody na PCBA způsobil prach + vlhké teplo + solná mlha a selhání elektronického zařízení bylo nejvíce v chemickém průmyslu a těžební oblasti poblíž pobřeží, pouště (solno-alkalická půda) a jižně od řeky Huaihe během plísní a období dešťů.
Proto je ochrana proti prachu důležitou součástí výrobku.
Solný sprej
Tvorba solné mlhy:Solná sprška je způsobena přírodními faktory, jako jsou vlny oceánu, příliv a odliv, atmosférická cirkulace (monzunový) tlak, sluneční svit a tak dále.S větrem se bude unášet do vnitrozemí a jeho koncentrace bude se vzdáleností od pobřeží klesat.Obvykle je koncentrace solné mlhy 1% pobřeží, když je 1 km od pobřeží (ale v období tajfunu bude foukat dále).
Škodlivost solné mlhy:A.poškodit povlak kovových konstrukčních dílů;b.Zrychlení rychlosti elektrochemické koroze vede k prasknutí kovových drátů a selhání součástí.
Podobné zdroje koroze:A.Pot rukou obsahuje sůl, močovinu, kyselinu mléčnou a další chemikálie, které mají na elektronické zařízení stejný korozivní účinek jako solný sprej.Při montáži nebo používání by se proto měly nosit rukavice a povlaku by se nemělo dotýkat holýma rukama;b.V tavidle jsou halogeny a kyseliny, které je třeba čistit a kontrolovat jejich zbytkovou koncentraci.
Důležitou součástí ochrany výrobků je proto prevence slané mlhy.
Plíseň
Plíseň, obecný název pro vláknité houby, znamená „plesnivějící houby“, mají tendenci vytvářet bujné mycelium, ale nevytvářejí velké plodnice jako houby.Na vlhkých a teplých místech roste mnoho předmětů pouhým okem, některé z chlupatých, vločkovitých nebo pavučinových kolonií, tedy plísní.
OBR.5: Jev plísně PCB
Škodlivost plísní: a.fagocytóza a množení plísní způsobují úpadek izolace organických materiálů, poškození a selhání;b.Metabolity plísní jsou organické kyseliny, které ovlivňují izolaci a elektrickou pevnost a vytvářejí elektrický oblouk.
Proto je ochrana proti plísním důležitou součástí ochranných přípravků.
S ohledem na výše uvedené aspekty musí být lépe zaručena spolehlivost výrobku, musí být co nejníže izolován od vnějšího prostředí, takže je zaveden proces tvarového potahování.
Povlak PCB po procesu lakování, pod efektem střílení fialové lampy, může být původní povlak tak krásný!
Tři nátěry proti lakuse týká nanášení tenké ochranné izolační vrstvy na povrch PCB.Je to v současnosti nejběžněji používaná metoda povlakování po svařování, někdy nazývaná povrchové povlakování a konformní povlakování (anglický název: povlakování, konformní povlakování).Bude izolovat citlivé elektronické součástky od drsného prostředí, může výrazně zlepšit bezpečnost a spolehlivost elektronických produktů a prodloužit životnost produktů.Tři povlaky proti nátěru mohou chránit obvod/součásti před faktory prostředí, jako je vlhkost, znečišťující látky, koroze, namáhání, nárazy, mechanické vibrace a tepelný cyklus, a zároveň zlepšit mechanickou pevnost a izolační vlastnosti produktu.
Po procesu lakování PCB vytvořte na povrchu průhledný ochranný film, který může účinně zabránit pronikání vody a vlhkosti, zabránit úniku a zkratu.
2. Hlavní body procesu povlakování
Podle požadavků IPC-A-610E (Electronic Assembly Testing Standard) se to odráží hlavně v následujících aspektech:
Kraj
1. Oblasti, které nelze natírat:
Oblasti vyžadující elektrické připojení, jako jsou zlaté podložky, zlaté prsty, kovové průchozí otvory, testovací otvory;
Baterie a držáky baterií;
Konektor;
Pojistka a kryt;
Zařízení pro odvod tepla;
Propojovací drát;
Čočka optického zařízení;
potenciometr;
Senzor;
Žádný zapečetěný spínač;
Další oblasti, kde může nátěr ovlivnit výkon nebo provoz.
2. Oblasti, které je třeba pokrýt: všechny pájené spoje, kolíky, součástky a vodiče.
3. Volitelné oblasti
Tloušťka
Tloušťka se měří na rovném, nerušeném, vytvrzeném povrchu součásti tištěného obvodu nebo na připojené desce, která prochází procesem se součástkou.Připojené desky mohou být ze stejného materiálu jako desky s plošnými spoji nebo z jiných neporézních materiálů, jako je kov nebo sklo.Měření tloušťky mokrého filmu lze také použít jako volitelnou metodu měření tloušťky povlaku, pokud existuje zdokumentovaný převodní vztah mezi tloušťkou mokrého a suchého filmu.
Tabulka 1: Standardní rozsah tloušťky pro každý typ nátěrového materiálu
Zkušební metoda tloušťky:
1. Nástroj pro měření tloušťky suchého filmu: mikrometr (IPC-CC-830B);b Tester tloušťky suchého filmu (železná základna)
Obrázek 9. Mikrometrické zařízení pro suchý film
2. Měření tloušťky mokrého filmu: tloušťku mokrého filmu lze získat pomocí přístroje pro měření tloušťky vlhkého filmu a poté vypočítat podílem obsahu pevné látky lepidla
Tloušťka suchého filmu
Na OBR.10, tloušťka mokrého filmu byla získána testerem tloušťky mokrého filmu a poté byla vypočtena tloušťka suchého filmu
Rozlišení hran
Definice: Za normálních okolností nebude sprej stříkacího ventilu z okraje vedení příliš rovný, vždy bude docházet k určitému otřepu.Šířku otřepu definujeme jako rozlišení hran.Jak je ukázáno níže, velikost d je hodnota rozlišení hran.
Poznámka: Rozlišení hran je rozhodně čím menší, tím lepší, ale různé požadavky zákazníků nejsou stejné, takže specifické rozlišení hran musí splňovat požadavky zákazníka.
Obrázek 11: Porovnání rozlišení hran
Jednotnost
Lepidlo by mělo mít stejnoměrnou tloušťku a hladký a průhledný film pokrytý produktem, důraz je kladen na rovnoměrnost lepidla pokrytého produktem nad oblastí, pak musí mít stejnou tloušťku, nevznikají žádné procesní problémy: praskliny, stratifikace, oranžové čáry, znečištění, kapilární jev, bubliny.
Obrázek 12: Axiální automatický potahovací stroj řady AC, rovnoměrnost je velmi konzistentní
3. Realizace procesu povlakování
Proces potahování
1 Připravte se
Připravte produkty a lepidlo a další potřebné předměty;
Určete umístění místní ochrany;
Určete klíčové detaily procesu
2: Umyjte
Měly by být vyčištěny v co nejkratším čase po svařování, aby se zabránilo svařování nečistot je obtížné vyčistit;
Zjistěte, zda je hlavní znečišťující látka polární nebo nepolární, abyste mohli vybrat vhodný čisticí prostředek;
Pokud se používá alkoholový čisticí prostředek, je třeba věnovat pozornost bezpečnostním otázkám: po umytí musí být zajištěna dobrá ventilace a pravidla chlazení a sušení, aby se zabránilo odpařování zbytkového rozpouštědla způsobeného výbuchem v troubě;
Čištění vodou pomocí alkalické čisticí kapaliny (emulze) k mytí tavidla a poté opláchnutí čistou vodou k čištění čisticí kapaliny, aby byly splněny standardy čištění;
3. Maskovací ochrana (pokud není použito selektivní nátěrové zařízení), tj. maska;
Zvolíte-li nelepící fólie, papírová páska se nepřenese;
Pro ochranu IC by měla být použita antistatická papírová páska;
Podle požadavků výkresů pro některá zařízení k ochraně stínění;
4. Odvlhčujte
Po vyčištění musí být stíněná PCBA (součást) před nanesením nátěru předsušena a odvlhčena;
Určete teplotu/čas předsušení podle teploty povolené PCBA (složka);
PCBA (složka) může být povoleno k určení teploty/času předsušení stolu
5 Kabát
Proces tvarového lakování závisí na požadavcích na ochranu PCBA, stávajícím procesním zařízení a stávající technické rezervě, které se obvykle dosahuje následujícími způsoby:
A.Kartáčujte ručně
Obrázek 13: Metoda ručního kartáčování
Nanášení štětcem je nejrozšířenější proces, vhodný pro malosériovou výrobu, složitá a hustá struktura PCBA, musí chránit požadavky na ochranu drsných produktů.Protože nanášení štětcem lze libovolně kontrolovat, takže části, které se nesmí malovat, nebudou znečištěny;
Nanášení štětcem spotřebuje nejméně materiálu, vhodné pro vyšší cenu dvousložkové barvy;
Proces lakování má vysoké požadavky na obsluhu.Před stavbou by měly být pečlivě prostudovány výkresy a požadavky na povrchovou úpravu, měly by být rozpoznány názvy součástí PCBA a části, které nesmí být potaženy, by měly být označeny poutavými značkami;
Obsluha se nesmí kdykoliv dotýkat vytištěného plug-inu rukama, aby nedošlo ke kontaminaci;
b. Namáčejte ručně
Obrázek 14: Metoda ručního namáčení
Proces potahování máčením poskytuje nejlepší výsledky potahování.Jednotný, souvislý povlak může být aplikován na jakoukoli část PCBA.Proces povlékání není vhodný pro PCbas s nastavitelnými kondenzátory, jemně ladícími magnetickými jádry, potenciometry, miskovitými magnetickými jádry a některé části se špatným těsněním.
Klíčové parametry procesu máčení:
Upravte vhodnou viskozitu;
Ovládejte rychlost, kterou se PCBA zvedá, aby se zabránilo tvorbě bublin.Obvykle ne více než 1 metr za sekundu;
C.Stříkání
Stříkání je nejpoužívanější, snadno přijatelná procesní metoda, rozdělená do následujících dvou kategorií:
① Ruční stříkání
Obrázek 15: Metoda ručního nástřiku
Vhodné pro obrobek je složitější, je obtížné se spolehnout na situaci hromadné výroby automatizačních zařízení, vhodné také pro různé druhy produktových řad, ale méně situace, lze stříkat na speciální pozici.
Poznámka k ručnímu stříkání: mlha z barvy znečišťuje některá zařízení, jako je zásuvka PCB, IC zásuvka, některé citlivé kontakty a některé uzemňovací části, u těchto částí je třeba věnovat pozornost spolehlivosti ochrany krytu.Dalším bodem je, že obsluha by se nikdy neměla dotýkat rukou vytištěné zástrčky, aby se zabránilo kontaminaci kontaktní plochy zástrčky.
② Automatické stříkání
Obvykle se to týká automatického stříkání se selektivním nátěrovým zařízením.Vhodné pro hromadnou výrobu, dobrá konzistence, vysoká přesnost, malé znečištění životního prostředí.S modernizací průmyslu, zvýšením nákladů na pracovní sílu a přísnými požadavky na ochranu životního prostředí automaticky stříkací zařízení postupně nahrazují jiné metody nátěru.
S rostoucími požadavky na automatizaci průmyslu 4.0 se zaměření průmyslu přesunulo od poskytování vhodného nátěrového zařízení k řešení problému celého procesu nátěru.Automatický selektivní lakovací stroj - lakování přesný a bez plýtvání materiálem, vhodný pro velká množství povlaku, nejvhodnější pro velká množství tří povlaků proti laku.
Srovnáníautomatický lakovací strojatradiční proces lakování
Tradiční tříbarevný nátěr PCBA:
1) Nanášení štětcem: jsou bubliny, vlny, odstranění chloupků štětcem;
2) Psaní: příliš pomalé, nelze ovládat přesnost;
3) Namáčení celého kusu: příliš plýtvání barvou, pomalá rychlost;
4) Stříkání stříkací pistolí: pro ochranu přípravku příliš unášejte
Lakování lakovacím strojem:
1) Množství stříkání, poloha stříkání a plocha jsou přesně nastaveny a není třeba přidávat lidi, aby po stříkání otřeli desku.
2) Některé zásuvné komponenty s velkou vzdáleností od okraje desky mohou být natřeny přímo bez instalace přípravku, což šetří personál pro instalaci desky.
3) Žádné těkání plynu, aby bylo zajištěno čisté provozní prostředí.
4) Veškerý substrát nemusí používat přípravky k zakrytí uhlíkového filmu, čímž se eliminuje možnost kolize.
5) Tři stejnoměrné tloušťky nátěru proti nátěru, výrazně zlepšují efektivitu výroby a kvalitu produktu, ale také zabraňují plýtvání barvou.
Automatický stroj na třívrstvý nátěr PCBA, je speciálně navržen pro stříkání tří inteligentních stříkacích zařízení proti nátěrům.Vzhledem k tomu, že materiál, který se má stříkat, a nanášená stříkací kapalina jsou různé, je také potahovací stroj v konstrukci výběru komponent zařízení odlišný, tři stroje na potahování nátěrů využívají nejnovější počítačový řídicí program, mohou realizovat tříosé propojení, zároveň je vybaven kamerovým polohovacím a sledovacím systémem, dokáže přesně řídit oblast postřiku.
Tři stroje na nanášení nátěrů, také známé jako tři stroje na lepení nátěrů, tři stroje na postřikování nátěrů, tři stroje na postřikování nátěrovými oleji, tři stroje na postřikování nátěrů, jsou speciálně pro kontrolu tekutin na povrchu PCB pokrytý vrstvou tří nátěrů, jako je impregnace, nástřik nebo metoda spinového lakování na povrch DPS pokrytý vrstvou fotorezistu.
Jak vyřešit novou éru poptávky po třech nátěrech se stalo naléhavým problémem, který je třeba v průmyslu vyřešit.Automatické lakovací zařízení reprezentované přesným selektivním lakovacím strojem přináší nový způsob provozu,nátěr přesný a bez plýtvání materiálem, nejvhodnější pro velký počet tří nátěrů proti nátěru.