Begreppet ingen rengöring
⑴Vad är ingen rengöring [3]
Ingen rengöring avser användningen av lågt fast innehåll, icke-korrosivt flussmedel vid tillverkning av elektroniska sammansättningar, svetsning i en inertgasmiljö, och resterna på kretskortet efter svetsning är extremt små, icke-korrosiva och har en extremt hög ytisoleringsresistans (SIR). Under normala omständigheter krävs ingen rengöring för att uppfylla jonrenhetsstandarden (den amerikanska militärstandarden MIL-P-228809 jonkontaminationsnivå är uppdelad i: Nivå 1 ≤ 1,5 ugNaCl/cm2 ingen förorening; Nivå 2 ≤ 1,5~5,0ugNACl/cm2 hög kvalitet; Nivå 3 ≤ 5.0~10.0ugNaCl/cm2 uppfyller kraven. Nivå 4 > 10.0ugNaCl/cm2 är inte ren), och kan direkt gå in i nästa process. Det måste påpekas att "städfritt" och "ingen rengöring" är två helt olika begrepp. Den så kallade "ingen rengöring" hänvisar till användningen av traditionellt kolofoniumflöde (RMA) eller organiskt surt flussmedel vid tillverkning av elektroniska sammansättningar. Även om det finns vissa rester på skivans yta efter svetsning, kan kvalitetskraven för vissa produkter uppfyllas utan rengöring. Till exempel hushållselektronikprodukter, professionell audiovisuell utrustning, lågkostnadskontorsutrustning och andra produkter är vanligtvis "ingen rengöring" under produktionen, men de är definitivt inte "städfria".
⑵ Fördelar med ingen rengöring
① Förbättra ekonomiska fördelar: Efter att ha uppnått ingen rengöring är den mest direkta fördelen att det inte finns något behov av att utföra städarbete, så en stor mängd städarbete, utrustning, plats, material (vatten, lösningsmedel) och energiförbrukning kan sparas. Samtidigt, på grund av förkortningen av processflödet, sparas arbetstimmar och produktionseffektiviteten förbättras.
② Förbättra produktkvaliteten: På grund av implementeringen av ingen rengöringsteknik, är det nödvändigt att strikt kontrollera kvaliteten på materialen, såsom korrosionsprestanda hos flussmedel (halider är inte tillåtna), lödbarheten hos komponenter och kretskort, etc. ; i monteringsprocessen måste vissa avancerade processmetoder användas, såsom sprutning av flussmedel, svetsning under inertgasskydd, etc. Implementeringen av no-clean-processen kan undvika skador av rengöringsbelastning på svetskomponenterna, så ingen- clean är extremt fördelaktigt för att förbättra produktkvaliteten.
③ Fördelaktigt för miljöskyddet: Efter att ha antagit no-clean-tekniken kan användningen av ODS-ämnen stoppas och användningen av flyktiga organiska föreningar (VOC) reduceras kraftigt, vilket har en positiv effekt på att skydda ozonskiktet.
Materialkrav
⑴ Inget rent flux
För att få PCB-skivans yta efter svetsning att nå den specificerade kvalitetsnivån utan rengöring, är valet av flussmedel en nyckel. Vanligtvis ställs följande krav på no-clean flux:
① Lågt fastämne: mindre än 2 %
Traditionella flussmedel har hög fast halt (20-40 %), medelhög fast halt (10-15 %) och låg fast halt (5-10 %). Efter svetsning med dessa flussmedel har PCB-skivans yta mer eller färre rester, medan fastämnet i det icke-rena flussmedlet måste vara mindre än 2 %, och det kan inte innehålla kolofonium, så det finns i princip inga rester på kortet yta efter svetsning.
② Ej korrosiv: Halogenfri, ytisoleringsresistans >1,0×1011Ω
Traditionellt lödflussmedel har en hög fasthalt, som kan "linda in" vissa skadliga ämnen efter svetsning, isolera dem från kontakt med luften och bilda ett isolerande skyddsskikt. Men på grund av det extremt låga fasta innehållet kan det icke-rena lödflussmedlet inte bilda ett isolerande skyddsskikt. Om en liten mängd skadliga komponenter finns kvar på skivans yta kommer det att orsaka allvarliga negativa konsekvenser som korrosion och läckage. Därför får inte rent lödflussmedel innehålla halogenkomponenter.
Följande metoder används vanligtvis för att testa korrosiviteten hos lödflöde:
a. Korrosionstest av kopparspegel: Testa korrosiviteten hos lödmedel (lodpasta) på kort sikt
b. Silverkromattestpapperstest: Testa innehållet av halogenider i lödflussmedlet
c. Ytisolationsresistanstest: Testa kretskortets ytisolationsresistans efter lödning för att bestämma tillförlitligheten hos den långsiktiga elektriska prestandan hos lödflödet (lodpasta)
d. Korrosionstest: Testa korrosiviteten hos resterna på PCB-ytan efter lödning
e. Testa graden av minskning av ledaravståndet på PCB-ytan efter svetsning
③ Lödbarhet: expansionshastighet ≥ 80 %
Lödbarhet och korrosivitet är ett par motsägelsefulla indikatorer. För att flussmedlet ska ha en viss förmåga att eliminera oxider och bibehålla en viss grad av aktivitet under förvärmning och svetsprocessen måste det innehålla en del syra. Det vanligaste som används i det icke-rena flussmedlet är den icke-vattenlösliga ättiksyraserien, och formeln kan även inkludera aminer, ammoniak och syntetiska hartser. Olika formler kommer att påverka dess aktivitet och tillförlitlighet. Olika företag har olika krav och interna kontrollindikatorer, men de måste uppfylla kraven på hög svetskvalitet och icke-korrosiv användning.
Fluxets aktivitet mäts vanligtvis med pH-värde. pH-värdet för no-clean-flödet bör kontrolleras inom de tekniska förhållanden som specificeras av produkten (pH-värdet för varje tillverkare är något annorlunda).
④ Uppfyll miljöskyddskrav: giftfritt, ingen stark irriterande lukt, i princip ingen miljöförorening och säker drift.
⑵Ej rena kretskort och komponenter
Vid implementeringen av no-clean-svetsprocessen är lödbarheten och renheten hos kretskortet och komponenterna nyckelaspekterna som måste kontrolleras. För att säkerställa lödbarhet bör tillverkaren förvara den i en konstant temperatur och torr miljö och strikt kontrollera dess användning inom den effektiva lagringstiden, förutsatt att leverantören är skyldig att garantera lödbarhet. För att säkerställa renlighet måste miljön och driftsspecifikationerna kontrolleras strikt under produktionsprocessen för att undvika mänsklig förorening, såsom handmärken, svettmärken, fett, damm, etc.
Ingen ren svetsprocess
Efter att ha antagit no-clean flux, även om svetsprocessen förblir oförändrad, måste implementeringsmetoden och relaterade processparametrar anpassas till de specifika kraven för no-clean-teknik. Huvudinnehållet är följande:
⑴ Fluxbeläggning
För att erhålla en bra no-clean-effekt måste flussmedelsbeläggningsprocessen strikt kontrollera två parametrar, nämligen flussmedlets fasta innehåll och beläggningsmängden.
Vanligtvis finns det tre sätt att applicera flussmedel: skummetod, vågtoppsmetod och spraymetod. I no-clean-processen är skumningsmetoden och vågtoppsmetoden inte lämpliga av många anledningar. Först placeras flödet av skumningsmetoden och vågtoppsmetoden i en öppen behållare. Eftersom lösningsmedelshalten i det no-clean flussmedlet är mycket högt är det särskilt lätt att förånga, vilket leder till en ökning av fastämneshalten. Därför är det svårt att kontrollera flödets sammansättning att förbli oförändrad med den specifika viktmetoden under produktionsprocessen, och den stora mängden lösningsmedelsförångning orsakar också föroreningar och avfall; för det andra, eftersom fastämneshalten i det icke-rena flussmedlet är extremt lågt, bidrar det inte till skumning; För det tredje kan mängden flussmedel som appliceras inte kontrolleras under beläggning, och beläggningen är ojämn och det finns ofta överdrivet flussmedel kvar på kanten av brädet. Därför kan dessa två metoder inte uppnå den ideala no-clean-effekten.
Spraymetoden är den senaste flussmedelsbeläggningsmetoden och lämpar sig bäst för beläggning av icke-rent flussmedel. Eftersom flussmedlet placeras i en förseglad trycksatt behållare, sprayas dimflussmedlet ut genom munstycket och beläggs på ytan av PCB. Spraymängden, finfördelningsgraden och spraybredden på sprutan kan justeras, så att mängden flöde som appliceras kan kontrolleras noggrant. Eftersom flussmedlet som appliceras är ett tunt dimlager, är flussmedlet på skivans yta mycket enhetligt, vilket kan säkerställa att skivans yta efter svetsning uppfyller kraven på icke-rengöring. Samtidigt, eftersom flussmedlet är helt förseglat i behållaren, finns det inget behov av att överväga förångningen av lösningsmedlet och absorptionen av fukt i atmosfären. På så sätt kan flussmedlets specifika vikt (eller effektiva ingrediens) hållas oförändrad, och det behöver inte bytas ut innan det är förbrukat. Jämfört med skumningsmetoden och vågtoppsmetoden kan mängden flöde minskas med mer än 60 %. Därför är spraybeläggningsmetoden den föredragna beläggningsprocessen i no-clean-processen.
Vid användning av spraybeläggningsprocessen måste det noteras att eftersom flussmedlet innehåller mer brandfarliga lösningsmedel, har lösningsmedelsångan som avges vid sprayning en viss explosionsrisk, så utrustningen behöver ha bra avgasanläggningar och nödvändig brandsläckningsutrustning.
⑵ Förvärmning
Efter applicering av flussmedlet går de svetsade delarna in i förvärmningsprocessen, och lösningsmedelsdelen i flussmedlet förångas genom förvärmning för att öka flussmedlets aktivitet. Efter att ha använt no-clean flux, vilket är det lämpligaste området för förvärmningstemperaturen?
Praxis har visat att efter användning av no-clean flux, om den traditionella förvärmningstemperaturen (90±10℃) fortfarande används för kontroll, kan negativa konsekvenser uppstå. Det främsta skälet är att no-clean flussmedel är ett lågt fast ämne, halogenfritt flussmedel med generellt svag aktivitet, och dess aktivator kan knappast eliminera metalloxider vid låga temperaturer. När förvärmningstemperaturen ökar börjar flödet gradvis att aktiveras, och när temperaturen når 100℃ frigörs den aktiva substansen och reagerar snabbt med metalloxiden. Dessutom är lösningsmedelshalten i no-clean flussmedel ganska hög (ca 97%). Om förvärmningstemperaturen är otillräcklig kan lösningsmedlet inte förångas helt. När svetsen kommer in i tennbadet, på grund av lösningsmedlets snabba förångning, kommer det smälta lodet att stänka och bilda lödkulor eller så sjunker den faktiska temperaturen på svetspunkten, vilket resulterar i dåliga lödfogar. Därför är kontroll av förvärmningstemperaturen i no-clean-processen en annan viktig länk. Det krävs vanligtvis att det kontrolleras vid den övre gränsen för de traditionella kraven (100 ℃) eller högre (enligt leverantörens vägledande temperaturkurva) och det bör finnas tillräckligt med förvärmningstid för att lösningsmedlet ska avdunsta helt.
⑶ Svetsning
På grund av de strikta restriktionerna för flussmedlets fasta innehåll och korrosivitet är dess lödningsprestanda oundvikligen begränsad. För att få bra svetskvalitet måste nya krav ställas på svetsutrustningen - den måste ha en inertgasskyddsfunktion. Utöver att vidta ovanstående åtgärder, kräver den icke-rengörande processen också strängare kontroll av de olika processparametrarna i svetsprocessen, främst inklusive svetstemperatur, svetstid, PCB-förtenningsdjup och PCB-överföringsvinkel. Beroende på användningen av olika typer av no-clean flussmedel, bör de olika processparametrarna för våglödningsutrustningen justeras för att erhålla tillfredsställande no-clean svetsresultat.
