Temizlememe Kavramı
⑴Temizliksizlik nedir [3]
Temizleme gerektirmeyen temizlik, elektronik montaj üretiminde düşük katı içerikli, aşındırıcı olmayan akı, inert gaz ortamında kaynak kullanımı ve kaynak sonrası devre kartı üzerindeki kalıntının son derece küçük, aşındırıcı olmayan ve son derece dayanıklı olması anlamına gelir. yüksek yüzey yalıtım direnci (SIR). Normal koşullar altında, iyon temizlik standardını karşılamak için herhangi bir temizlemeye gerek yoktur (ABD askeri standardı MIL-P-228809 iyon kirlenme düzeyi şu şekilde ayrılmıştır: Düzey 1 ≤ 1,5ugNaCl/cm2 kirlilik yok; Düzey 2 ≤ 1,5~5,0ugNACl/cm2 yüksek kalite; Seviye 3 ≤ 5,0~10,0ugNaCl/cm2 gereksinimleri karşılar; Seviye 4 > 10,0ugNaCl/cm2 temiz değildir) ve bir sonraki işleme doğrudan girebilir. "Temizliksiz" ve "temizliksiz"in tamamen farklı iki kavram olduğunu belirtmek gerekir. "Temizlik yok" olarak adlandırılan durum, elektronik montaj üretiminde geleneksel reçine akışının (RMA) veya organik asit akışının kullanımını ifade eder. Kaynak sonrası levha yüzeyinde bir takım kalıntılar bulunsa da bazı ürünlerin kalite gereksinimleri temizlenmeden karşılanabilmektedir. Örneğin ev elektronik ürünleri, profesyonel görsel-işitsel ekipmanlar, düşük maliyetli ofis ekipmanları ve diğer ürünler üretim sırasında genellikle "temizlenmez" ancak kesinlikle "temizsiz" değildir.
⑵ Temizlik yapılmamasının avantajları
① Ekonomik faydaların iyileştirilmesi: Hiçbir temizlik yapılmadıktan sonra, en doğrudan fayda, temizlik işi yapmaya gerek kalmamasıdır, böylece büyük miktarda temizlik işçiliği, ekipman, saha, malzeme (su, solvent) ve enerji tüketiminden tasarruf edilebilir. Aynı zamanda proses akışının kısalması nedeniyle çalışma saatlerinden tasarruf sağlanmakta ve üretim verimliliği artırılmaktadır.
② Ürün kalitesini iyileştirin: Hiçbir temizleme teknolojisinin uygulanmaması nedeniyle, akının korozyon performansı (halojenürlere izin verilmez), bileşenlerin ve baskılı devre kartlarının lehimlenebilirliği vb. gibi malzemelerin kalitesinin sıkı bir şekilde kontrol edilmesi gerekir. ; montaj sürecinde, akı püskürtme, inert gaz koruması altında kaynak yapma vb. gibi bazı gelişmiş işlem araçlarının benimsenmesi gerekir. Temiz olmayan işlemin uygulanması, temizleme stresinin kaynak bileşenlerine zarar vermesini önleyebilir; Temiz ürün kalitesinin iyileştirilmesi açısından son derece faydalıdır.
③ Çevre korumasına faydalıdır: Temiz olmayan teknolojinin benimsenmesinden sonra, ODS maddelerinin kullanımı durdurulabilir ve uçucu organik bileşiklerin (VOC) kullanımı büyük ölçüde azaltılır, bu da ozon tabakasının korunmasında olumlu bir etkiye sahiptir.
Malzeme gereksinimleri
⑴ Temizlenmeyen akı
Kaynak sonrası PCB kartı yüzeyinin temizlenmeden belirlenen kalite seviyesine ulaşması için flux seçimi çok önemlidir. Genellikle, temiz olmayan akı için aşağıdaki gereksinimler uygulanır:
① Düşük katı içeriği: %2'den az
Geleneksel flukslar yüksek katı içeriğine (%20-40), orta katı içeriğine (%10-15) ve düşük katı içeriğine (%5-10) sahiptir. Bu akılarla kaynak yapıldıktan sonra PCB kartının yüzeyinde az ya da çok kalıntı bulunurken, temiz olmayan akı katı içeriğinin %2'den az olması gerekir ve reçine içeremez, dolayısıyla tahtada temelde hiçbir kalıntı kalmaz Kaynak sonrası yüzey.
② Aşındırıcı değildir: Halojen içermez, yüzey izolasyon direnci>1,0×1011Ω
Geleneksel lehim akısı, kaynak sonrası bazı zararlı maddeleri "sarabilen", bunları havayla temastan izole edebilen ve yalıtkan bir koruyucu tabaka oluşturabilen yüksek bir katı içeriğe sahiptir. Bununla birlikte, son derece düşük katı içeriği nedeniyle, temiz olmayan lehim pastası, yalıtkan bir koruyucu tabaka oluşturamaz. Kart yüzeyinde az miktarda zararlı bileşenlerin kalması korozyon ve sızıntı gibi ciddi olumsuz sonuçlara neden olacaktır. Bu nedenle temiz olmayan lehim fluxunun halojen bileşenler içermesine izin verilmez.
Lehimleme akısının aşındırıcılığını test etmek için genellikle aşağıdaki yöntemler kullanılır:
A. Bakır ayna korozyon testi: Lehim akısının (lehim pastası) kısa süreli aşındırıcılığını test edin
B. Gümüş kromat test kağıdı testi: Lehimleme akısındaki halojenürlerin içeriğini test edin
C. Yüzey yalıtım direnci testi: Lehimleme akısının (lehim pastası) uzun vadeli elektriksel performansının güvenilirliğini belirlemek için lehimleme sonrasında PCB'nin yüzey yalıtım direncini test edin.
D. Korozyon testi: Lehimlemeden sonra PCB yüzeyindeki kalıntının aşındırıcılığını test edin
e. Kaynak sonrasında PCB yüzeyindeki iletken aralığındaki azalmanın derecesini test edin
③ Lehimlenebilirlik: genleşme oranı ≥ %80
Lehimlenebilirlik ve aşındırıcılık bir çift çelişkili göstergedir. Akının oksitleri ortadan kaldırma konusunda belirli bir yeteneğe sahip olması ve ön ısıtma ve kaynak işlemi boyunca belirli bir aktivite derecesini sürdürmesi için bir miktar asit içermesi gerekir. Temiz olmayan akışta en yaygın olarak kullanılan, suda çözünmeyen asetik asit serisidir ve formül ayrıca aminler, amonyak ve sentetik reçineleri de içerebilir. Farklı formüller etkinliğini ve güvenilirliğini etkileyecektir. Farklı şirketlerin farklı gereksinimleri ve iç kontrol göstergeleri vardır, ancak bunların yüksek kaynak kalitesi ve aşındırıcı olmayan kullanım gereksinimlerini karşılaması gerekir.
Akının aktivitesi genellikle pH değeriyle ölçülür. Temizlenmeyen akının pH değeri, ürünün belirttiği teknik koşullar dahilinde kontrol edilmelidir (her üreticinin pH değeri biraz farklıdır).
④Çevre koruma gereksinimlerini karşılayın: toksik değildir, güçlü tahriş edici koku yoktur, temel olarak çevreye kirlilik yoktur ve güvenli çalışma.
⑵Temizlenmeyen baskılı devre kartları ve bileşenleri
Temiz olmayan kaynak işleminin uygulanmasında devre kartı ve bileşenlerin lehimlenebilirliği ve temizliği kontrol edilmesi gereken temel unsurlardır. Lehimlenebilirliği sağlamak için, üreticinin bunu sabit sıcaklıkta ve kuru bir ortamda saklaması ve tedarikçinin lehimlenebilirliği garanti etmesi şartıyla etkin saklama süresi içinde kullanımını sıkı bir şekilde kontrol etmesi gerekir. Temizliği sağlamak için, el izleri, ter izleri, yağ, toz vb. gibi insan kirliliğini önlemek amacıyla üretim süreci sırasında çevre ve çalışma özellikleri sıkı bir şekilde kontrol edilmelidir.
Temiz olmayan kaynak işlemi
Temiz olmayan akının benimsenmesinden sonra, kaynak işlemi değişmese de uygulama yöntemi ve ilgili işlem parametreleri, temiz olmayan teknolojinin özel gereksinimlerine uyum sağlamalıdır. Ana içerikler aşağıdaki gibidir:
⑴ Akı kaplama
İyi bir temizlenmeyen etki elde etmek için, akı kaplama işleminin iki parametreyi, yani akının katı içeriğini ve kaplama miktarını sıkı bir şekilde kontrol etmesi gerekir.
Genellikle akı uygulamanın üç yolu vardır: köpürtme yöntemi, dalga tepesi yöntemi ve püskürtme yöntemi. Temizlemesiz proseste köpürtme yöntemi ve dalga tepesi yöntemi birçok nedenden dolayı uygun değildir. Öncelikle köpüklendirme yöntemi ve dalga tepesi yönteminin akısı açık bir kaba yerleştirilir. Temizlenmeyen akının solvent içeriği çok yüksek olduğundan, uçucu hale gelmesi özellikle kolaydır, bu da katı içeriğin artmasına neden olur. Bu nedenle, üretim süreci sırasında özgül ağırlık yöntemiyle akı bileşiminin değişmeden kalmasını kontrol etmek zordur ve büyük miktarda solvent buharlaşması da kirliliğe ve israfa neden olur; ikincisi, temiz olmayan akının katı içeriği son derece düşük olduğundan köpürmeye yardımcı değildir; üçüncüsü, uygulanan akı miktarı kaplama sırasında kontrol edilemez, kaplama düzensizdir ve genellikle levhanın kenarında aşırı akı kalır. Bu nedenle, bu iki yöntem ideal temizlenmeme etkisini sağlayamaz.
Püskürtme yöntemi en son flux kaplama metodudur ve temiz olmayan fluxun kaplanması için en uygun olanıdır. Akı sızdırmaz basınçlı bir kaba yerleştirildiğinden, buğu akısı nozülden dışarı püskürtülür ve PCB'nin yüzeyi üzerine kaplanır. Püskürtücünün püskürtme miktarı, atomizasyon derecesi ve püskürtme genişliği ayarlanabilir, böylece uygulanan akı miktarı doğru bir şekilde kontrol edilebilir. Uygulanan akı ince bir sis tabakası olduğundan, levha yüzeyindeki akı çok düzgündür, bu da kaynak sonrası levha yüzeyinin temizleme gerektirmeyen gereksinimleri karşılamasını sağlayabilir. Aynı zamanda, flaks kap içinde tamamen yalıtılmış olduğundan, solventin buharlaşmasını ve atmosferdeki nemin emilmesini dikkate almaya gerek yoktur. Bu şekilde, akının özgül ağırlığı (veya etkili bileşeni) değişmeden tutulabilir ve tükenmeden önce değiştirilmesine gerek kalmaz. Köpüklendirme yöntemi ve dalga tepesi yöntemiyle karşılaştırıldığında akı miktarı %60'tan fazla azaltılabilir. Bu nedenle temizleme gerektirmeyen proseste sprey kaplama yöntemi tercih edilen kaplama işlemidir.
Sprey kaplama işlemini kullanırken, flux daha fazla yanıcı solvent içerdiğinden, püskürtme sırasında yayılan solvent buharının belirli bir patlama riskine sahip olduğu, dolayısıyla ekipmanın iyi egzoz tesislerine ve gerekli yangın söndürme ekipmanına sahip olması gerektiğine dikkat edilmelidir.
⑵ Ön ısıtma
Akı uygulandıktan sonra, kaynaklı parçalar ön ısıtma işlemine girer ve akı içindeki solvent kısmı, akı aktivitesini arttırmak için ön ısıtma ile uçucu hale getirilir. Temizlenmeyen akı kullanıldıktan sonra ön ısıtma sıcaklığı için en uygun aralık nedir?
Uygulama, temiz olmayan akı kullanıldıktan sonra, kontrol için geleneksel ön ısıtma sıcaklığının (90±10°C) hala kullanılması durumunda olumsuz sonuçların ortaya çıkabileceğini kanıtlamıştır. Bunun ana nedeni, temiz olmayan akının düşük katı içerikli, halojen içermeyen, genel olarak zayıf aktiviteye sahip bir akın olması ve aktivatörünün düşük sıcaklıklarda metal oksitleri zorlukla ortadan kaldırabilmesidir. Ön ısıtma sıcaklığı arttıkça akı yavaş yavaş aktive olmaya başlar ve sıcaklık 100°C'ye ulaştığında aktif madde serbest kalır ve metal oksitle hızlı bir şekilde reaksiyona girer. Ayrıca temiz olmayan fluxun solvent içeriği oldukça yüksektir (yaklaşık %97). Ön ısıtma sıcaklığı yetersizse solvent tamamen buharlaşamaz. Kaynak parçası kalay banyosuna girdiğinde, solventin hızla uçması nedeniyle erimiş lehim sıçrayacak ve lehim topları oluşturacak veya kaynak noktasının gerçek sıcaklığı düşerek lehim bağlantılarının zayıf olmasına neden olacaktır. Bu nedenle, temizleme gerektirmeyen proseste ön ısıtma sıcaklığının kontrol edilmesi bir diğer önemli bağlantıdır. Genellikle geleneksel gereksinimlerin üst sınırında (100°C) veya daha yüksek (tedarikçinin kılavuz sıcaklık eğrisine göre) kontrol edilmesi gerekir ve solventin tamamen buharlaşması için yeterli ön ısıtma süresi olmalıdır.
⑶ Kaynak
Tozun katı içeriği ve aşındırıcılığı üzerindeki katı kısıtlamalar nedeniyle lehimleme performansı kaçınılmaz olarak sınırlıdır. İyi bir kaynak kalitesi elde etmek için, kaynak ekipmanına yönelik yeni gereklilikler ortaya konmalıdır; inert gaz koruma fonksiyonuna sahip olmalıdır. Yukarıdaki önlemlerin alınmasına ek olarak, temiz olmayan proses ayrıca kaynak sıcaklığı, kaynak süresi, PCB kalaylama derinliği ve PCB iletim açısı dahil olmak üzere kaynak prosesinin çeşitli proses parametrelerinin daha sıkı kontrolünü gerektirir. Farklı türdeki temiz olmayan lehimlerin kullanımına göre, dalga lehimleme ekipmanının çeşitli işlem parametreleri, tatmin edici temiz olmayan kaynak sonuçları elde edecek şekilde ayarlanmalıdır.
