S tím, jak se velikost součástek PCBA zmenšuje, hustota se zvyšuje a zvyšuje; podpůrná výška mezi zařízeními a zařízeními (vzdálenost mezi deskami plošných spojů a světlou výškou) se také zmenšuje a vliv faktorů prostředí na desky plošných spojů se také zvyšuje. Proto klademe vyšší požadavky na spolehlivost desek plošných spojů elektronických výrobků.
1. Faktory prostředí a jejich dopad
Běžné faktory prostředí, jako je vlhkost, prach, solná mlha, plísně atd., mohou způsobit různé problémy s poruchami desek plošných spojů.
Vlhkost
Téměř všechny elektronické součástky desek plošných spojů (PCB) ve vnějším prostředí jsou vystaveny riziku koroze, přičemž voda je nejdůležitějším médiem pro korozi. Molekuly vody jsou dostatečně malé, aby pronikly molekulární mezerou v některých polymerních materiálech a dostaly se dovnitř, nebo aby se dostaly k podkladovému kovu skrz otvor v povlaku a způsobily korozi. Když atmosféra dosáhne určité vlhkosti, může to způsobit elektrochemickou migraci desek plošných spojů, svodový proud a zkreslení signálu ve vysokofrekvenčních obvodech.
Pára/vlhkost + iontové kontaminanty (soli, aktivní látky tavidla) = vodivé elektrolyty + pnutí = elektrochemická migrace
Když relativní vlhkost v atmosféře dosáhne 80 %, vytvoří se vodní film o tloušťce 5 až 20 molekul a všechny druhy molekul se mohou volně pohybovat. Pokud je přítomen uhlík, mohou probíhat elektrochemické reakce.
Když relativní vlhkost dosáhne 60 %, povrchová vrstva zařízení vytvoří vodní film o tloušťce 2–4 molekuly vody. Po rozpuštění znečišťujících látek dojde k chemickým reakcím.
Pokud je relativní vlhkost v atmosféře < 20 %, téměř všechny korozní jevy ustávají.
Proto je ochrana proti vlhkosti důležitou součástí ochrany výrobku.
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“ (teplotou), dochází ke kondenzaci na povrchu: konstrukčních dílech nebo deskách plošných spojů.
Prach
V atmosféře je prach, adsorbované ionty znečišťujících látek se usazují uvnitř elektronických zařízení a způsobují poruchy. To je běžný problém s elektronickými poruchami v praxi.
Prach se dělí na dva druhyHrubý prach je nepravidelný prach o průměru 2,5~15 mikronů, který obecně nezpůsobuje poruchy, oblouky a jiné problémy, ale ovlivňuje kontakt konektoru. Jemný prach je nepravidelný prach o průměru menším než 2,5 mikronu. Jemný prach má určitou přilnavost k desce plošných spojů (PCBA), kterou lze odstranit pouze antistatickým kartáčem.
Nebezpečí prachua. V důsledku usazování prachu na povrchu desek plošných spojů (PCBA) dochází k elektrochemické korozi a zvyšuje se poruchovost; b. Prach + vlhké teplo + solná mlha způsobily největší poškození desek plošných spojů a k největším poruchám elektronických zařízení došlo v chemickém průmyslu a těžebních oblastech poblíž pobřeží, v pouštích (půda se slanými alkalickými látkami) a jižně od řeky Huaihe během období plísní a dešťů.
Proto je ochrana proti prachu důležitou součástí produktu.
Solná mlha
Vznik solné mlhy:Solná mlha je způsobena přírodními faktory, jako jsou oceánské vlny, příliv a odliv, atmosférická cirkulace (monzun), tlak, sluneční svit atd. S větrem se unáší do vnitrozemí a její koncentrace klesá se vzdáleností od pobřeží. Obvykle je koncentrace solné mlhy 1 % pobřeží, když je 1 km od pobřeží (ale během tajfunu fouká dále).
Škodlivost solné mlhy:a. poškozovat povlak kovových konstrukčních částí; b. Zrychlení rychlosti elektrochemické koroze vede k lomu kovových drátů a selhání součástí.
Podobné zdroje koroze:a. Pot z rukou obsahuje sůl, močovinu, kyselinu mléčnou a další chemikálie, které mají na elektronická zařízení stejný korozivní účinek jako solná mlha. Proto by se při montáži nebo používání měly nosit rukavice a povrchové úpravy by se neměly dotýkat holýma rukama; b. Tavidlo obsahuje halogeny a kyseliny, které by se měly čistit a kontrolovat jejich zbytkovou koncentraci.
Proto je prevence solné mlhy důležitou součástí ochrany výrobků.
Plíseň
Plíseň, běžný název pro vláknité houby, znamená „plesnivé houby“, obvykle tvoří bujné mycelium, ale netvoří velké plodnice jako houby. Na vlhkých a teplých místech se na první pohled objeví mnoho chlupatých, vločkovitých nebo pavučinovitých kolonií, tedy plísní.
Obr. 5: Fenomén plísní PCB
Škoda způsobená plísnía. fagocytóza a množení plísní způsobují zhoršení, poškození a selhání izolace organických materiálů; b. metabolity plísní jsou organické kyseliny, které ovlivňují izolaci a elektrickou pevnost a vytvářejí elektrický oblouk.
Proto je ochrana proti plísním důležitou součástí ochranných produktů.
Vzhledem k výše uvedeným aspektům musí být lépe zaručena spolehlivost produktu a musí být co nejméně izolován od vnějšího prostředí, proto se zavádí proces tvarového povlakování.
Povrchová úprava desky plošných spojů za povlakem, pod efektem fialové lampy, může být původní povlak tak krásný!
Tři anti-lakové nátěryOznačuje nanesení tenké ochranné izolační vrstvy na povrch desky plošných spojů. V současnosti se jedná o nejběžněji používanou metodu povrchového povlakování po svařování, někdy nazývanou povrchový povlak a konformní povlak (anglický název: coating, conformal coating). Izoluje citlivé elektronické součástky od drsného prostředí, může výrazně zlepšit bezpečnost a spolehlivost elektronických výrobků a prodloužit jejich životnost. Tři typy antikorozních povlaků mohou chránit obvody/součástice před vlivy prostředí, jako je vlhkost, znečišťující látky, koroze, namáhání, nárazy, mechanické vibrace a tepelné cykly, a zároveň zlepšují mechanickou pevnost a izolační vlastnosti výrobku.
Po nanesení povlaku na desku plošných spojů se na povrchu vytvoří průhledný ochranný film, který účinně zabraňuje vniknutí vody a vlhkosti, úniku a zkratu.
2. Hlavní body procesu povlakování
Podle požadavků normy IPC-A-610E (Electronic Assembly Testing Standard) se to odráží především v následujících aspektech:
Kraj
1. Oblasti, které nelze natřít:
Oblasti vyžadující elektrické připojení, jako jsou zlaté kontakty, zlaté prsty, kovové průchozí otvory, testovací otvory;
Baterie a opraváři baterií;
Konektor;
Pojistka a pouzdro;
Zařízení pro odvod tepla;
Propojovací kabel;
Čočka optického zařízení;
Potenciometr;
Senzor;
Žádný utěsněný spínač;
Další oblasti, kde může povlak ovlivnit výkon nebo provoz.
2. Oblasti, které je nutné natřítvšechny pájené spoje, piny, součástky a vodiče.
3. Volitelné oblasti
Tloušťka
Tloušťka se měří na rovném, nerušeném, vytvrzeném povrchu součástky s plošnými spoji nebo na připojené desce, která prochází procesem se součástkou. Připojené desky mohou být ze stejného materiálu jako desky s plošnými spoji nebo jiné neporézní materiály, jako je kov nebo sklo. Měření tloušťky mokré vrstvy lze také použít jako volitelnou metodu měření tloušťky povlaku, pokud existuje zdokumentovaný převodní vztah mezi tloušťkou mokré a suché vrstvy.
Tabulka 1: Standardní rozsah tloušťky pro každý typ nátěrového materiálu
Zkušební metoda tloušťky:
1. Měřič tloušťky suchého filmu: a mikrometr (IPC-CC-830B); b Měřič tloušťky suchého filmu (železná podložka)
Obrázek 9. Mikrometrická aparatura pro suchý film
2. Měření tloušťky mokré vrstvy: tloušťku mokré vrstvy lze zjistit pomocí přístroje pro měření tloušťky mokré vrstvy a poté vypočítat z podílu obsahu pevných látek lepidla
Tloušťka suchého filmu
Na obr. 10 byla tloušťka mokrého filmu zjištěna pomocí měřiče tloušťky mokrého filmu a poté byla vypočítána tloušťka suchého filmu.
Rozlišení hran
DefiniceZa normálních okolností nebude rozstřikovací ventil z okraje čáry příliš rovný, vždy se objeví určité otřepy. Šířku otřepů definujeme jako rozlišení hrany. Jak je znázorněno níže, velikost d je hodnota rozlišení hrany.
Poznámka: Rozlišení hran je rozhodně čím menší, tím lepší, ale různé požadavky zákazníků nejsou stejné, takže specifické rozlišení potažené hrany musí splňovat požadavky zákazníka.
Obrázek 11: Porovnání rozlišení hran
Jednotnost
Lepidlo by mělo být naneseno v rovnoměrné tloušťce a hladkém a průhledném filmu. Důraz je kladen na rovnoměrnost nanesení lepidla na celou plochu produktu. Lepidlo musí mít stejnou tloušťku a nesmí se vyskytovat žádné problémy s procesem: trhliny, stratifikace, oranžové čáry, znečištění, kapilární jev, bubliny.
Obrázek 12: Axiální automatický lakovací stroj řady AC, efekt lakování, rovnoměrnost je velmi konzistentní
3. Realizace procesu povlakování
Proces potahování
1 Příprava
Připravte si produkty, lepidlo a další potřebné věci;
Určete umístění místní ochrany;
Určete klíčové detaily procesu
2: Mytí
Mělo by se čistit co nejdříve po svařování, aby se zabránilo obtížnému čištění nečistot po svařování;
Aby bylo možné zvolit vhodný čisticí prostředek, určete, zda je hlavní znečišťující látka polární nebo nepolární;
Pokud se používá čisticí prostředek s alkoholem, je třeba dbát na bezpečnostní opatření: po mytí musí být zajištěno dobré větrání a pravidla pro chlazení a sušení, aby se zabránilo odpařování zbytkového rozpouštědla v případě exploze v troubě;
Čištění vodou s alkalickou čisticí kapalinou (emulzí) k promytí tavidla a následné opláchnutí čistou vodou k vyčištění čisticí kapaliny, aby byly splněny čisticí normy;
3. Ochrana maskováním (pokud se nepoužívá zařízení pro selektivní nátěr), tj. maska;
Pokud zvolíte nelepicí fólii, nebude se na papírovou pásku přenášet;
Pro ochranu integrovaného obvodu by měla být použita antistatická papírová páska;
Podle požadavků výkresů pro některá zařízení k ochraně štítem;
4. Odvlhčování
Po očištění musí být stíněná deska plošných spojů (součást) před lakováním předsušena a odvlhčena;
Určete teplotu/dobu předsušení podle teploty povolené deskou plošných spojů (komponentou);
PCBA (komponenta) může být povolena k určení teploty/času předsušovacího stolu
5. kabát
Proces povlakování tvarů závisí na požadavcích na ochranu desek plošných spojů, stávajícím procesním zařízení a existující technické rezervě, které se obvykle dosahuje následujícími způsoby:
a. Kartáčujte ručně
Obrázek 13: Metoda ručního čištění kartáčkem
Nanášení štětcem je nejrozšířenější proces, vhodný pro malosériovou výrobu. Struktura desek plošných spojů je složitá a hustá a vyžaduje ochranu proti agresivním materiálům. Protože nanášení štětcem lze volně regulovat, nedochází ke znečištění částí, které nelze natřít.
Štětcový nátěr spotřebovává nejméně materiálu, což je vhodné vzhledem k vyšší ceně dvousložkové barvy;
Proces lakování má na obsluhu vysoké nároky. Před zahájením výroby je třeba pečlivě prostudovat výkresy a požadavky na povrchovou úpravu, rozpoznat názvy součástí desek plošných spojů a označit poutavými značkami části, které nelze lakovat.
Obsluha se nesmí nikdy dotýkat vytištěného pluginu rukama, aby se zabránilo kontaminaci;
b. Ponořte ručně
Obrázek 14: Metoda ručního ponořování
Proces ponorného lakování poskytuje nejlepší výsledky. Rovnoměrný, souvislý povlak lze nanést na jakoukoli část desky plošných spojů (PCBA). Proces ponorného lakování není vhodný pro desky plošných spojů s nastavitelnými kondenzátory, jemně ladicími magnetickými jádry, potenciometry, miskovitými magnetickými jádry a některými součástmi se špatným těsněním.
Klíčové parametry procesu lakování ponorem:
Upravte vhodnou viskozitu;
Ovládejte rychlost zvedání desky plošných spojů, abyste zabránili tvorbě bublin. Obvykle ne více než 1 metr za sekundu;
c. Postřik
Stříkání je nejrozšířenější a snadno akceptovatelná procesní metoda, která se dělí do následujících dvou kategorií:
① Ruční stříkání
Obrázek 15: Ruční metoda stříkání
Vhodné pro složitější obrobky, obtížně se spoléhající na automatizované zařízení pro hromadnou výrobu, vhodné i pro různé produktové řady, ale méně vhodné pro specifičtější situace, lze stříkat do specifičtějších poloh.
Poznámka k ručnímu stříkání: Mlha barvy znečistí některá zařízení, jako jsou zásuvné desky plošných spojů, patice integrovaných obvodů, některé citlivé kontakty a některé uzemňovací součástky. U těchto součástí je třeba dbát na spolehlivost ochrany krytem. Dalším bodem je, že by se obsluha neměla nikdy dotýkat rukou tištěné zástrčky, aby nedošlo ke kontaminaci kontaktního povrchu zástrčky.
② Automatické postřikování
Obvykle se jedná o automatické stříkání pomocí zařízení pro selektivní lakování. Vhodné pro hromadnou výrobu, má dobrou konzistenci, vysokou přesnost a malé znečištění životního prostředí. S modernizací průmyslu, zvyšováním nákladů na pracovní sílu a přísnými požadavky na ochranu životního prostředí automatické stříkací zařízení postupně nahrazují jiné metody lakování.
S rostoucími požadavky na automatizaci v Průmyslu 4.0 se zaměření odvětví přesunulo od poskytování vhodného zařízení pro nanášení laku k řešení problému celého procesu nanášení laku. Automatický selektivní nanášecí stroj – přesné nanášení laku a bez plýtvání materiálem, vhodný pro velké množství laku, nejvhodnější pro velké množství třívrstvého antikorozního nátěru.
Porovnáníautomatický potahovací strojatradiční proces nátěru
Tradiční třívrstvý nátěr PCBA:
1) Nanášení štětcem: vznikají bubliny, vlny, odstraňování chloupků štětcem;
2) Psaní: příliš pomalé, přesnost nelze kontrolovat;
3) Namáčení celého kusu: přílišná spotřeba barvy, pomalá rychlost;
4) Stříkání stříkací pistolí: k ochraně přípravku, příliš velký úlet
Strojní lakování:
1) Množství nástřiku, poloha nástřiku a plocha jsou nastaveny přesně a není třeba přidávat další osoby, aby desku po nástřiku otřely.
2) Některé zásuvné komponenty s velkou vzdáleností od okraje desky lze natřít přímo bez instalace přípravku, což šetří práci personálu pro instalaci desky.
3) Žádné odpařování plynu, aby bylo zajištěno čisté provozní prostředí.
4) Celý substrát nemusí používat upínací prvky k zakrytí uhlíkové fólie, což eliminuje možnost kolize.
5) Tři rovnoměrné tloušťky nátěru proti barvě výrazně zlepšují efektivitu výroby a kvalitu výrobků, ale také zabraňují plýtvání barvou.
Automatický stroj na nanášení tří vrstev proti nátěru PCBA je speciálně navržen pro inteligentní stříkací zařízení proti nátěru. Protože se stříkaný materiál a aplikovaná stříkací kapalina liší, liší se i konstrukce a výběr součástí stroje. Stroj na nanášení tří vrstev proti nátěru využívá nejnovější počítačový řídicí program, umožňuje tříosé propojení a je zároveň vybaven systémem pro polohování a sledování kamery a umožňuje přesně řídit oblast stříkání.
Třívrstvý antikorozní nátěrový stroj, známý také jako třívrstvý antikorozní lepicí stroj, třívrstvý antikorozní lepicí stroj, třívrstvý antikorozní olejový stříkací stroj, třívrstvý antikorozní stříkací stroj, je speciálně určen pro regulaci tekutin a nanášením vrstvy třívrstvého antikorozního nátěru na povrch desky plošných spojů, například impregnací, stříkáním nebo metodou odstředivého nanášení na povrch desky plošných spojů pokrytý vrstvou fotorezistu.
Jak vyřešit novou éru poptávky po třech anti-lakovových nátěrech se stalo naléhavým problémem, který je třeba v průmyslu vyřešit. Automatické nátěrové zařízení, které představuje přesný selektivní nátěrový stroj, přináší nový způsob provozu,přesný nátěr a žádné plýtvání materiálem, nejvhodnější pro velký počet tří anti-lakových nátěrů.
Čas zveřejnění: 8. července 2023
