Konsep Tanpa pembersihan
⑴Apakah itu Tanpa Pembersihan [3]
Tanpa pembersihan merujuk kepada penggunaan kandungan pepejal rendah, fluks tidak menghakis dalam pengeluaran pemasangan elektronik, kimpalan dalam persekitaran gas lengai, dan sisa pada papan litar selepas kimpalan adalah sangat kecil, tidak menghakis, dan mempunyai rintangan penebat permukaan tinggi (SIR). Dalam keadaan biasa, tiada pembersihan diperlukan untuk memenuhi piawaian kebersihan ion (standard ketenteraan AS MIL-P-228809 tahap pencemaran ion dibahagikan kepada: Tahap 1 ≤ 1.5ugNaCl/cm2 tiada pencemaran; Tahap 2 ≤ 1.5~5.0ugNACl/cm2 kualiti tinggi; Tahap 3 ≤ 5.0~10.0ugNaCl/cm2 memenuhi keperluan Tahap 4 > 10.0ugNaCl/cm2 tidak bersih), dan boleh terus memasuki proses seterusnya. Perlu ditegaskan bahawa "bebas bersih" dan "tiada pembersihan" adalah dua konsep yang sama sekali berbeza. Apa yang dipanggil "tiada pembersihan" merujuk kepada penggunaan fluks rosin tradisional (RMA) atau fluks asid organik dalam pengeluaran pemasangan elektronik. Walaupun terdapat sisa-sisa tertentu pada permukaan papan selepas kimpalan, keperluan kualiti produk tertentu boleh dipenuhi tanpa pembersihan. Sebagai contoh, produk elektronik isi rumah, peralatan audio-visual profesional, peralatan pejabat kos rendah dan produk lain biasanya "tiada pembersihan" semasa pengeluaran, tetapi mereka pastinya bukan "bebas bersih".
⑵ Kelebihan tiada pembersihan
① Meningkatkan faedah ekonomi: Selepas tidak mencapai pembersihan, faedah paling langsung ialah tidak perlu melakukan kerja pembersihan, jadi sejumlah besar buruh pembersihan, peralatan, tapak, bahan (air, pelarut) dan penggunaan tenaga dapat dijimatkan. Pada masa yang sama, disebabkan oleh pemendekan aliran proses, waktu kerja disimpan dan kecekapan pengeluaran bertambah baik.
② Meningkatkan kualiti produk: Oleh kerana pelaksanaan tiada teknologi pembersihan, kualiti bahan perlu dikawal dengan ketat, seperti prestasi kakisan fluks (halida tidak dibenarkan), kebolehmaterian komponen dan papan litar bercetak, dsb. ; dalam proses pemasangan, beberapa cara proses lanjutan perlu diguna pakai, seperti penyemburan fluks, kimpalan di bawah perlindungan gas lengai, dan lain-lain. Pelaksanaan proses tanpa pembersihan boleh mengelakkan kerosakan tekanan pembersihan kepada komponen kimpalan, jadi tiada- bersih amat berfaedah untuk meningkatkan kualiti produk.
③ Bermanfaat kepada perlindungan alam sekitar: Selepas menggunakan teknologi tanpa bersih, penggunaan bahan ODS boleh dihentikan, dan penggunaan sebatian organik meruap (VOC) dikurangkan dengan banyak, yang memberi kesan positif terhadap perlindungan lapisan ozon.
Keperluan bahan
⑴ Fluks tidak bersih
Untuk membuat permukaan papan PCB selepas kimpalan mencapai tahap kualiti yang ditentukan tanpa pembersihan, pemilihan fluks adalah kunci. Biasanya, keperluan berikut dikenakan pada fluks tidak bersih:
① Kandungan pepejal rendah: kurang daripada 2%
Fluks tradisional mempunyai kandungan pepejal yang tinggi (20-40%), kandungan pepejal sederhana (10-15%) dan kandungan pepejal rendah (5-10%). Selepas mengimpal dengan fluks ini, permukaan papan PCB mempunyai lebih atau kurang residu, manakala kandungan pepejal fluks tidak bersih diperlukan kurang daripada 2%, dan ia tidak boleh mengandungi rosin, jadi pada dasarnya tiada residu di papan. permukaan selepas kimpalan.
② Tidak menghakis: Bebas halogen, rintangan penebat permukaan>1.0×1011Ω
Fluks pematerian tradisional mempunyai kandungan pepejal yang tinggi, yang boleh "membungkus" beberapa bahan berbahaya selepas kimpalan, mengasingkannya daripada sentuhan dengan udara, dan membentuk lapisan pelindung penebat. Walau bagaimanapun, disebabkan kandungan pepejal yang sangat rendah, fluks pematerian tidak bersih tidak boleh membentuk lapisan pelindung penebat. Jika sejumlah kecil komponen berbahaya kekal di permukaan papan, ia akan menyebabkan akibat buruk yang serius seperti kakisan dan kebocoran. Oleh itu, fluks pematerian tanpa bersih tidak dibenarkan mengandungi komponen halogen.
Kaedah berikut biasanya digunakan untuk menguji kekakisan fluks pematerian:
a. Ujian kakisan cermin tembaga: Uji kekakisan jangka pendek fluks pematerian (tampal pateri)
b. Ujian kertas ujian kromat perak: Uji kandungan halida dalam fluks pematerian
c. Ujian rintangan penebat permukaan: Uji rintangan penebat permukaan PCB selepas pematerian untuk menentukan kebolehpercayaan prestasi elektrik jangka panjang fluks pematerian (tampal pateri)
d. Ujian kakisan: Uji kekakisan sisa pada permukaan PCB selepas pematerian
e. Uji tahap pengurangan jarak konduktor pada permukaan PCB selepas kimpalan
③ Kebolehmaterian: kadar pengembangan ≥ 80%
Kebolehpaterian dan kekakisan adalah sepasang penunjuk yang bercanggah. Agar fluks mempunyai keupayaan tertentu untuk menghapuskan oksida dan mengekalkan tahap aktiviti tertentu sepanjang proses prapemanasan dan kimpalan, ia mesti mengandungi beberapa asid. Yang paling biasa digunakan dalam fluks tidak bersih ialah siri asid asetik tidak larut air, dan formulanya juga mungkin termasuk amina, ammonia dan resin sintetik. Formula yang berbeza akan menjejaskan aktiviti dan kebolehpercayaannya. Syarikat yang berbeza mempunyai keperluan dan penunjuk kawalan dalaman yang berbeza, tetapi mereka mesti memenuhi keperluan kualiti kimpalan yang tinggi dan penggunaan tidak menghakis.
Aktiviti fluks biasanya diukur dengan nilai pH. Nilai pH bagi fluks tidak bersih hendaklah dikawal dalam keadaan teknikal yang ditentukan oleh produk (nilai pH bagi setiap pengeluar berbeza sedikit).
④Memenuhi keperluan perlindungan alam sekitar: tidak toksik, tiada bau merengsa yang kuat, pada asasnya tiada pencemaran kepada alam sekitar, dan operasi yang selamat.
⑵Papan litar bercetak dan komponen tidak bersih
Dalam pelaksanaan proses kimpalan tanpa bersih, kebolehpaterian dan kebersihan papan litar dan komponen adalah aspek utama yang perlu dikawal. Untuk memastikan kebolehpaterian, pengilang harus menyimpannya dalam suhu malar dan persekitaran kering dan mengawal penggunaannya dengan ketat dalam masa penyimpanan yang berkesan, dengan syarat pembekal dikehendaki menjamin kebolehpaterian. Untuk memastikan kebersihan, persekitaran dan spesifikasi operasi mesti dikawal dengan ketat semasa proses pengeluaran untuk mengelakkan pencemaran manusia, seperti tanda tangan, kesan peluh, gris, habuk, dll.
Proses kimpalan tanpa bersih
Selepas menerima pakai fluks tidak bersih, walaupun proses kimpalan kekal tidak berubah, kaedah pelaksanaan dan parameter proses yang berkaitan mesti menyesuaikan diri dengan keperluan khusus teknologi tanpa bersih. Kandungan utama adalah seperti berikut:
⑴ Salutan fluks
Untuk mendapatkan kesan tidak bersih yang baik, proses salutan fluks mesti mengawal ketat dua parameter, iaitu kandungan pepejal fluks dan jumlah salutan.
Biasanya, terdapat tiga cara untuk menggunakan fluks: kaedah berbuih, kaedah puncak gelombang dan kaedah semburan. Dalam proses tanpa bersih, kaedah berbuih dan kaedah puncak gelombang tidak sesuai untuk banyak sebab. Pertama, fluks kaedah berbuih dan kaedah puncak gelombang diletakkan di dalam bekas terbuka. Oleh kerana kandungan pelarut fluks tidak bersih adalah sangat tinggi, ia amat mudah untuk meruap, yang membawa kepada peningkatan kandungan pepejal. Oleh itu, sukar untuk mengawal komposisi fluks untuk kekal tidak berubah oleh kaedah graviti tentu semasa proses pengeluaran, dan jumlah volatilisasi pelarut yang besar juga menyebabkan pencemaran dan sisa; kedua, kerana kandungan pepejal fluks tidak bersih adalah sangat rendah, ia tidak sesuai untuk berbuih; ketiga, jumlah fluks yang digunakan tidak boleh dikawal semasa salutan, dan salutan tidak sekata, dan selalunya terdapat fluks berlebihan yang tinggal di pinggir papan. Oleh itu, kedua-dua kaedah ini tidak dapat mencapai kesan tanpa bersih yang ideal.
Kaedah semburan adalah kaedah salutan fluks terkini dan paling sesuai untuk salutan fluks tidak bersih. Kerana fluks diletakkan di dalam bekas bertekanan tertutup, fluks kabus disembur keluar melalui muncung dan disalut pada permukaan PCB. Jumlah semburan, tahap pengabusan dan lebar semburan penyembur boleh dilaraskan, jadi jumlah fluks yang digunakan boleh dikawal dengan tepat. Oleh kerana fluks yang digunakan adalah lapisan kabus nipis, fluks pada permukaan papan adalah sangat seragam, yang boleh memastikan permukaan papan selepas kimpalan memenuhi keperluan tanpa pembersihan. Pada masa yang sama, kerana fluks dimeterai sepenuhnya dalam bekas, tidak perlu mempertimbangkan volatilisasi pelarut dan penyerapan kelembapan di atmosfera. Dengan cara ini, graviti tentu (atau bahan berkesan) fluks boleh dikekalkan tidak berubah, dan ia tidak perlu diganti sebelum ia digunakan. Berbanding dengan kaedah berbuih dan kaedah puncak gelombang, jumlah fluks boleh dikurangkan lebih daripada 60%. Oleh itu, kaedah salutan semburan adalah proses salutan pilihan dalam proses tanpa bersih.
Apabila menggunakan proses salutan semburan, perlu diperhatikan bahawa oleh kerana fluks mengandungi lebih banyak pelarut mudah terbakar, wap pelarut yang dikeluarkan semasa penyemburan mempunyai risiko letupan tertentu, jadi peralatan perlu mempunyai kemudahan ekzos yang baik dan peralatan pemadam api yang diperlukan.
⑵ Pemanasan awal
Selepas menggunakan fluks, bahagian yang dikimpal memasuki proses pemanasan awal, dan bahagian pelarut dalam fluks meruap dengan pemanasan awal untuk meningkatkan aktiviti fluks. Selepas menggunakan fluks tidak bersih, apakah julat yang paling sesuai untuk suhu prapemanasan?
Amalan telah membuktikan bahawa selepas menggunakan fluks tidak bersih, jika suhu pemanasan awal tradisional (90±10 ℃) masih digunakan untuk kawalan, akibat buruk mungkin berlaku. Sebab utama ialah fluks tidak bersih ialah kandungan pepejal rendah, fluks bebas halogen dengan aktiviti umumnya lemah, dan pengaktifnya hampir tidak dapat menghapuskan oksida logam pada suhu rendah. Apabila suhu prapemanasan meningkat, fluks secara beransur-ansur mula diaktifkan, dan apabila suhu mencapai 100 ℃, bahan aktif dibebaskan dan bertindak balas dengan cepat dengan oksida logam. Di samping itu, kandungan pelarut fluks tidak bersih agak tinggi (kira-kira 97%). Jika suhu prapemanasan tidak mencukupi, pelarut tidak boleh meruap sepenuhnya. Apabila kimpalan memasuki mandian timah, disebabkan pemeruapan cepat pelarut, pateri cair akan memercik dan membentuk bola pateri atau suhu sebenar titik kimpalan akan jatuh, mengakibatkan sambungan pateri yang lemah. Oleh itu, mengawal suhu prapemanasan dalam proses tanpa bersih adalah satu lagi pautan penting. Ia biasanya perlu dikawal pada had atas keperluan tradisional (100℃) atau lebih tinggi (mengikut keluk suhu panduan pembekal) dan perlu ada masa prapemanasan yang mencukupi untuk pelarut tersejat sepenuhnya.
⑶ Kimpalan
Disebabkan oleh sekatan ketat pada kandungan pepejal dan kekakisan fluks, prestasi pemateriannya pasti terhad. Untuk mendapatkan kualiti kimpalan yang baik, keperluan baru mesti dikemukakan untuk peralatan kimpalan-ia mesti mempunyai fungsi perlindungan gas lengai. Di samping mengambil langkah-langkah di atas, proses tidak bersih juga memerlukan kawalan yang lebih ketat terhadap pelbagai parameter proses proses kimpalan, terutamanya termasuk suhu kimpalan, masa kimpalan, kedalaman tinning PCB dan sudut penghantaran PCB. Mengikut penggunaan pelbagai jenis fluks tidak bersih, pelbagai parameter proses peralatan pematerian gelombang harus diselaraskan untuk mendapatkan hasil kimpalan tanpa bersih yang memuaskan.
