Detaljna analiza SMT patch i THT PCBA procesa nanošenja anti-farbe kroz rupu i ključnih tehnologija!
Kako veličina PCBA komponenti postaje sve manja i manja, gustina postaje sve veća i veća; visina nosača između uređaja i uređaja (razmak između PCB-a i udaljenosti od tla) također se smanjuje, a utjecaj faktora okoline na PCBA se također povećava. Stoga postavljamo veće zahtjeve za pouzdanost PCBA elektroničkih proizvoda.
1. Faktori okoline i njihov uticaj
Uobičajeni faktori okoline poput vlažnosti, prašine, slane magle, plijesni itd. mogu uzrokovati različite probleme s kvarovima PCBA ploče.
Vlažnost
Gotovo sve elektronske PCB komponente u vanjskom okruženju su izložene riziku od korozije, među kojima je voda najvažniji medij za koroziju. Molekule vode su dovoljno male da prodru kroz molekularne pukotine nekih polimernih materijala i uđu u unutrašnjost ili dođu do metala ispod premaza i izazovu koroziju. Kada atmosfera dostigne određenu vlažnost, to može uzrokovati elektrohemijsku migraciju PCB-a, struju curenja i izobličenje signala u visokofrekventnim kolima.
Para/vlaga + ionski zagađivači (soli, aktivni agensi za fluks) = provodljivi elektroliti + napon napona = elektrohemijska migracija
Kada relativna vlažnost u atmosferi dostigne 80%, formiraće se vodeni film debljine 5~20 molekula, i sve vrste molekula se mogu slobodno kretati. Kada je prisutan ugljik, mogu se dogoditi elektrohemijske reakcije.
Kada relativna vlažnost dostigne 60%, površinski sloj opreme formiraće film debljine 2~4 molekula vode, a kada se zagađivači rastvore, doći će do hemijskih reakcija.
Kada je relativna vlažnost u atmosferi < 20%, gotovo sve pojave korozije prestaju.
Stoga je otpornost na vlagu važan dio zaštite proizvoda.
Kod elektronskih uređaja, vlaga se javlja u tri oblika: kiša, kondenzacija i vodena para. Voda je elektrolit koji rastvara velike količine korozivnih iona koji nagrizaju metale. Kada je temperatura određenog dijela opreme ispod "tačke rose" (temperature), doći će do kondenzacije na površini: strukturnim dijelovima ili PCBA.
Prašina
U atmosferi ima prašine, a jonski zagađivači adsorbovani u prašini talože se u unutrašnjosti elektronske opreme i uzrokuju kvar. Ovo je čest problem kod elektronskih kvarova na terenu.
Prašina se dijeli na dvije vrste: gruba prašina je nepravilna čestica promjera 2,5~15 mikrona, uglavnom neće uzrokovati kvarove, luk i druge probleme, ali utječe na kontakt konektora; fina prašina je nepravilna čestica promjera manjeg od 2,5 mikrona. Fina prašina ima određenu adheziju na PCBA (furnir) i može se ukloniti samo antistatičkom četkom.
Opasnosti od prašinea. Zbog taloženja prašine na površini PCBA, dolazi do elektrohemijske korozije, a stopa kvarova se povećava; b. Prašina + vlažna toplota + slana magla uzrokovali su najveću štetu na PCBA, a kvarovi elektronske opreme bili su najveći u hemijskoj industriji i rudarskom području blizu obale, pustinje (slano-alkalno zemljište) i južno od rijeke Huaihe tokom sezone plijesni i kiša.
Stoga je zaštita od prašine važan dio proizvoda.
Slani sprej
Formiranje slane magle:Slana magla nastaje usljed prirodnih faktora kao što su okeanski talasi, plima, atmosferska cirkulacija (monsun), pritisak, sunčeva svjetlost i tako dalje. Slana magla će se prenositi prema unutrašnjosti s vjetrom, a njena koncentracija će se smanjivati s udaljenošću od obale. Obično je koncentracija slane magle 1% obale kada je udaljena 1 km od obale (ali će puhati dalje tokom perioda tajfuna).
Štetnost slanog spreja:a. oštetiti premaz metalnih konstrukcijskih dijelova; b. Ubrzanje brzine elektrohemijske korozije dovodi do loma metalnih žica i kvara komponenti.
Slični izvori korozije:a. Znoj s ruku sadrži sol, ureu, mliječnu kiselinu i druge hemikalije koje imaju isti korozivni učinak na elektroničku opremu kao i slani sprej. Stoga se tokom montaže ili upotrebe trebaju nositi rukavice, a premaz se ne smije dodirivati golim rukama; b. U fluksu se nalaze halogeni i kiseline koje treba očistiti, a njihovu preostalu koncentraciju kontrolirati.
Stoga je prevencija slane magle važan dio zaštite proizvoda.
Plijesan
Plijesan, uobičajeni naziv za nitaste gljive, znači "pljesnive gljive", obično formira bujni micelij, ali ne proizvodi velika plodna tijela poput gljiva. Na vlažnim i toplim mjestima, golim okom rastu mnoge stvari poput pahuljastih, pahuljastih ili paučinastih kolonija, odnosno plijesni.
SLIKA 5: Fenomen plijesni PCB-a
Šteta od plijesnia. fagocitoza i razmnožavanje plijesni uzrokuju smanjenje, oštećenje i kvar izolacije organskih materijala; b. metaboliti plijesni su organske kiseline koje utječu na izolaciju i električnu čvrstoću te proizvode električni luk.
Stoga je zaštita od plijesni važan dio zaštitnih proizvoda.
Uzimajući u obzir gore navedene aspekte, pouzdanost proizvoda mora biti bolje zagarantovana, mora biti što je moguće izolovan od vanjske okoline, pa se uvodi proces nanošenja premaza u obliku.
Premazivanje PCB-a nakon procesa premazivanja, pod efektom ljubičaste lampe, originalni premaz može biti tako lijep!
Tri premaza protiv bojeOdnosi se na nanošenje tankog zaštitnog izolacijskog sloja na površinu PCB-a. To je trenutno najčešće korištena metoda premazivanja nakon zavarivanja, ponekad se naziva površinski premaz i konformni premaz (engleski naziv: coating, conformal coating). Izoluje osjetljive elektroničke komponente od agresivnih okolišnih faktora, može značajno poboljšati sigurnost i pouzdanost elektroničkih proizvoda i produžiti vijek trajanja proizvoda. Tri vrste premaza protiv boje mogu zaštititi sklopove/komponente od faktora okoline kao što su vlaga, zagađivači, korozija, naprezanje, udari, mehaničke vibracije i termički ciklus, istovremeno poboljšavajući mehaničku čvrstoću i izolacijske karakteristike proizvoda.
Nakon procesa premazivanja PCB-a, na površini se formira prozirni zaštitni film koji može efikasno spriječiti prodor vode i vlage, izbjeći curenje i kratki spoj.
2. Glavne tačke procesa premazivanja
Prema zahtjevima IPC-A-610E (Standard za testiranje elektronskih sklopova), to se uglavnom ogleda u sljedećim aspektima:
Regija
1. Površine koje se ne mogu premazati:
Područja koja zahtijevaju električne veze, kao što su zlatne kontaktne pločice, zlatni prsti, metalni prolazni otvori, ispitni otvori;
Baterije i serviseri baterija;
Konektor;
Osigurač i kućište;
Uređaj za odvođenje toplote;
Spojna žica;
Sočivo optičkog uređaja;
Potenciometar;
Senzor;
Nema zapečaćenog prekidača;
Druga područja gdje premaz može utjecati na performanse ili rad.
2. Površine koje moraju biti premazanesvi lemni spojevi, pinovi, komponente i provodnici.
3. Opcionalna područja
Debljina
Debljina se mjeri na ravnoj, neometanoj, očvrsloj površini štampane komponente ili na pričvršćenoj ploči koja prolazi kroz proces s komponentom. Pričvršćene ploče mogu biti od istog materijala kao i štampane ploče ili drugi neporozni materijali, kao što su metal ili staklo. Mjerenje debljine mokrog filma može se koristiti i kao opcionalna metoda mjerenja debljine premaza, sve dok postoji dokumentovan odnos konverzije između debljine mokrog i suhog filma.
Tabela 1: Standardni raspon debljine za svaku vrstu materijala za premazivanje
Metoda ispitivanja debljine:
1. Alat za mjerenje debljine suhog filma: a mikrometar (IPC-CC-830B); b Mjerač debljine suhog filma (željezna baza)
Slika 9. Mikrometarski aparat za suhi film
2. Mjerenje debljine mokrog filma: debljina mokrog filma može se dobiti instrumentom za mjerenje debljine mokrog filma, a zatim izračunati na osnovu udjela sadržaja čvrste tvari ljepila
Debljina suhog filma
Na SLICI 10, debljina mokrog filma je dobijena pomoću uređaja za mjerenje debljine mokrog filma, a zatim je izračunata debljina suhog filma.
Rezolucija rubova
DefinicijaPod normalnim okolnostima, raspršivanje ventila za prskanje izvan ruba linije neće biti baš ravno, uvijek će postojati određena neravnina. Širinu neravnine definiramo kao rezoluciju ruba. Kao što je prikazano u nastavku, veličina d je vrijednost rezolucije ruba.
Napomena: Rezolucija ivice je definitivno bolja što manja, ali različiti zahtjevi kupaca nisu isti, tako da je specifična rezolucija obložene ivice sve dok ispunjava zahtjeve kupaca.
Slika 11: Poređenje rezolucije ivica
Ujednačenost
Ljepilo treba biti poput jednolike debljine i glatkog i prozirnog filma prekrivenog proizvodom, naglasak je na jednoličnosti ljepila prekrivenog proizvodom iznad površine, dakle, mora biti iste debljine, bez problema u procesu: pukotina, stratifikacije, narandžastih linija, zagađenja, kapilarnih pojava, mjehurića.
Slika 12: Efekat premazivanja aksijalne automatske mašine za premazivanje AC serije, ujednačenost je veoma konzistentna
3. Realizacija procesa premazivanja
Proces premazivanja
1 Priprema
Pripremite proizvode i ljepilo i ostale potrebne predmete;
Odrediti lokaciju lokalne zaštite;
Odredite ključne detalje procesa
2: Pranje
Treba očistiti u najkraćem mogućem roku nakon zavarivanja, kako bi se spriječilo da prljavština od zavarivanja bude teško očistiti;
Utvrdite da li je glavni zagađivač polarni ili nepolarni, kako biste odabrali odgovarajuće sredstvo za čišćenje;
Ako se koristi sredstvo za čišćenje na bazi alkohola, mora se obratiti pažnja na sigurnosne aspekte: nakon pranja mora postojati dobra ventilacija i pravila hlađenja i sušenja kako bi se spriječilo isparavanje preostalog rastvarača uzrokovano eksplozijom u pećnici;
Čišćenje vodom, s alkalnom tekućinom za čišćenje (emulzijom) za pranje fluksa, a zatim ispiranje čistom vodom za čišćenje tekućine za čišćenje, kako bi se ispunili standardi čišćenja;
3. Zaštita maskiranjem (ako se ne koristi oprema za selektivno premazivanje), odnosno maska;
Ako odaberete nelepljivu foliju, nećete prenijeti papirnu traku;
Za zaštitu integriranog kola treba koristiti antistatičku papirnu traku;
Prema zahtjevima crteža za neke uređaje za zaštitu štitom;
4. Odvlaživanje
Nakon čišćenja, zaštićena PCBA (komponenta) mora se prethodno osušiti i dehidrirati prije nanošenja premaza;
Odredite temperaturu/vrijeme predsušenja prema temperaturi koju dozvoljava PCBA (komponenta);
PCBA (komponenta) može odrediti temperaturu/vrijeme stola za prethodno sušenje
5. sloj
Proces nanošenja premaza na oblik zavisi od zahtjeva zaštite PCBA, postojeće procesne opreme i postojećih tehničkih rezervi, što se obično postiže na sljedeće načine:
a. Četkajte ručno
Slika 13: Metoda ručnog četkanja
Nanošenje premaza četkom je najčešće primjenjiv proces, pogodan za proizvodnju malih serija. PCBA struktura je složena i gusta, te zahtijeva zaštitu od agresivnih proizvoda. Budući da se nanošenje premaza četkom može slobodno kontrolirati, dijelovi koji se ne smiju farbati neće biti zagađeni.
Nanošenje četkom troši najmanje materijala, što je pogodno za višu cijenu dvokomponentne boje;
Proces farbanja ima visoke zahtjeve za operatera. Prije izgradnje, crteži i zahtjevi za premazivanje trebaju biti pažljivo analizirani, nazivi PCBA komponenti trebaju biti prepoznati, a dijelovi koji se ne smiju premazivati trebaju biti označeni privlačnim oznakama;
Operaterima nije dozvoljeno da dodiruju odštampani dodatak rukama ni u jednom trenutku kako bi se izbjegla kontaminacija;
b.Umočite rukom
Slika 14: Metoda ručnog premazivanja umakanjem
Postupak nanošenja premaza uranjanjem pruža najbolje rezultate. Ujednačen, kontinuiran premaz može se nanijeti na bilo koji dio PCBA ploče. Postupak nanošenja premaza uranjanjem nije pogodan za PCBA ploče s podesivim kondenzatorima, magnetskim jezgrama za fino podešavanje, potenciometrima, magnetskim jezgrama u obliku čaše i nekim dijelovima sa slabim zaptivanjem.
Ključni parametri procesa nanošenja premaza uranjanjem:
Podesite odgovarajuću viskoznost;
Kontrolirajte brzinu podizanja PCBA ploče kako biste spriječili stvaranje mjehurića. Obično ne više od 1 metra u sekundi;
c. Prskanje
Prskanje je najčešće korištena i lako prihvatljiva metoda obrade, podijeljena u sljedeće dvije kategorije:
① Ručno prskanje
Slika 15: Metoda ručnog prskanja
Pogodno za složeniji radni komad, teško se oslanja na opremu za automatizaciju masovne proizvodnje, također pogodno za raznolikost proizvodne linije, ali manje situacije, može se prskati na posebniji položaj.
Napomena za ručno prskanje: maglica boje će zagaditi neke uređaje, kao što su PCB utikači, IC podnožje, neki osjetljivi kontakti i neki dijelovi za uzemljenje, te je potrebno obratiti pažnju na pouzdanost zaštite ovih dijelova. Druga stvar je da operater ne smije dodirivati štampani utikač rukom ni u jednom trenutku kako bi se spriječila kontaminacija kontaktne površine utikača.
② Automatsko prskanje
Obično se odnosi na automatsko prskanje opremom za selektivno premazivanje. Pogodno za masovnu proizvodnju, dobra konzistencija, visoka preciznost, malo zagađenje okoliša. S unapređenjem industrije, povećanjem troškova rada i strogim zahtjevima zaštite okoliša, oprema za automatsko prskanje postepeno zamjenjuje druge metode premazivanja.
Sa sve većim zahtjevima za automatizaciju u industriji 4.0, fokus industrije se pomjerio sa obezbjeđivanja odgovarajuće opreme za premazivanje na rješavanje problema cijelog procesa premazivanja. Automatska mašina za selektivno premazivanje - precizno premazivanje i bez rasipanja materijala, pogodna za velike količine premaza, najpogodnija za velike količine tri anti-farba premaza.
Poređenjeautomatska mašina za premazivanjeitradicionalni postupak premazivanja
Tradicionalni PCBA troslojni premaz boje:
1) Premazivanje četkom: postoje mjehurići, valovi, uklanjanje dlačica četkom;
2) Pisanje: previše sporo, preciznost se ne može kontrolisati;
3) Natapanje cijelog komada: previše rasipanja boje, mala brzina;
4) Prskanje pištoljem za prskanje: za zaštitu uređaja, previše zanošenja
Mašinsko premazivanje:
1) Količina farbanja sprejem, položaj farbanja sprejem i površina su precizno podešeni i nema potrebe da se dodaju ljudi za brisanje ploče nakon farbanja sprejem.
2) Neke komponente koje se utikaju i imaju veliki razmak od ruba ploče mogu se direktno farbati bez ugradnje armature, čime se štedi osoblje za ugradnju ploče.
3) Nema isparavanja plina, kako bi se osiguralo čisto radno okruženje.
4) Cijela podloga ne mora koristiti učvršćivače za prekrivanje ugljičnog filma, što eliminira mogućnost sudara.
5) Tri ujednačene debljine premaza protiv boje, značajno poboljšavaju efikasnost proizvodnje i kvalitet proizvoda, ali i izbjegavaju otpad boje.
PCBA automatska mašina za nanošenje tri vrste anti-farbe, posebno je dizajnirana za prskanje pomoću inteligentne opreme za prskanje sa tri vrste anti-farbe. Budući da se materijal koji se prska i tečnost za prskanje razlikuju, mašina za premazivanje u odabiru komponenti opreme za konstrukciju također je drugačija. Mašina za nanošenje tri vrste anti-farbe koristi najnoviji program računarskog upravljanja, može ostvariti troosno povezivanje, a istovremeno je opremljena sistemom za pozicioniranje i praćenje kamere, te može precizno kontrolisati područje prskanja.
Mašina za nanošenje tri sloja anti-farbe, poznata i kao mašina za nanošenje tri sloja anti-farbe u spreju, mašina za nanošenje tri sloja anti-farbe u spreju, mašina za nanošenje tri sloja anti-farbe u spreju, mašina za nanošenje tri sloja anti-farbe u spreju, posebno je namijenjena za kontrolu tečnosti, nanošenjem sloja tri sloja anti-farbe na površinu PCB-a prekrivenu slojem fotorezista, kao što je impregnacija, prskanje ili metoda centrifugiranja na površinu PCB-a prekrivenu slojem fotorezista.
Kako riješiti novu eru potražnje za tri anti-bojnim premazima, postao je hitan problem koji treba riješiti u industriji. Automatska oprema za premazivanje koju predstavlja precizna selektivna mašina za premazivanje donosi novi način rada,premaz precizan i bez rasipanja materijala, najpogodniji za veliki broj od tri anti-farba premaza.
