Концепція No-cleaning
⑴Що таке без очищення [3]
Відсутність очищення означає використання некорозійного флюсу з низьким вмістом твердих речовин у виробництві електронних збірок, зварювання в середовищі інертного газу, а залишок на друкованій платі після зварювання надзвичайно малий, не викликає корозії та має надзвичайно високий опір ізоляції поверхні (SIR). За звичайних умов очищення не потрібне для відповідності стандарту іонної чистоти (військовий стандарт США MIL-P-228809 рівень іонного забруднення поділяється на: рівень 1 ≤ 1,5 мкгNaCl/см2 без забруднення; рівень 2 ≤ 1,5~5,0 мкгNACl/см2 висока якість; Рівень 3 ≤ 5,0~10,0 мкгNaCl/см2 відповідає вимогам; Рівень 4 > 10,0 мкгNaCl/см2 не є чистим), і може безпосередньо входити в наступний процес. Слід зазначити, що «без прибирання» і «без прибирання» - два абсолютно різних поняття. Так звана «без очищення» стосується використання традиційного флюсу каніфолі (RMA) або флюсу органічної кислоти у виробництві електронних збірок. Незважаючи на те, що після зварювання на поверхні плити залишаються певні залишки, вимоги до якості певних продуктів можна виконати без очищення. Наприклад, побутові електронні вироби, професійне аудіовізуальне обладнання, недороге офісне обладнання та інші продукти зазвичай «не очищуються» під час виробництва, але вони точно не є «чистими».
⑵ Переваги відсутності очищення
① Покращення економічної вигоди: після досягнення відсутності прибирання найбільш прямою вигодою є те, що немає потреби виконувати прибиральну роботу, тому можна заощадити велику кількість прибиральної праці, обладнання, місця, матеріалів (вода, розчинник) і споживання енергії. При цьому за рахунок скорочення технологічного потоку економиться робочий час і підвищується ефективність виробництва.
② Поліпшення якості продукції: через впровадження технології очищення необхідно суворо контролювати якість матеріалів, наприклад корозійну здатність флюсу (галогеніди не допускаються), паяність компонентів і друкованих плат тощо. ; у процесі складання необхідно застосувати деякі вдосконалені засоби процесу, такі як розпилення флюсу, зварювання під захистом інертного газу тощо. Реалізація процесу без очищення може уникнути пошкодження зварювальних компонентів від напруги очищення, тому не- clean надзвичайно корисний для покращення якості продукції.
③ Користь для захисту навколишнього середовища: після впровадження технології без очищення можна припинити використання речовин, що містять ОРВ, і значно зменшити використання летких органічних сполук (ЛОС), що позитивно впливає на захист озонового шару.
Вимоги до матеріалів
⑴ Флюс без очищення
Для того, щоб поверхня друкованої плати після зварювання досягла заданого рівня якості без очищення, вибір флюсу є ключовим. Зазвичай до флюсу без очищення пред'являються такі вимоги:
① Низький вміст твердих речовин: менше 2%
Традиційні флюси мають високий вміст сухої речовини (20-40%), середній вміст сухої речовини (10-15%) і низький вміст сухої речовини (5-10%). Після зварювання цими флюсами поверхня плати друкованої плати має більшу чи меншу кількість залишків, тоді як вміст твердого флюсу без очищення повинен бути менше 2%, і він не може містити каніфолі, тому на платі в основному немає залишків. поверхні після зварювання.
② Не викликає корозії: не містить галогенів, опір поверхні ізоляції>1,0 × 1011 Ом
Традиційний паяльний флюс має високий вміст твердих речовин, які можуть «огортати» деякі шкідливі речовини після зварювання, ізолювати їх від контакту з повітрям і утворювати ізоляційний захисний шар. Однак через надзвичайно низький вміст твердих речовин паяльний флюс, який не очищається, не може утворювати ізоляційний захисний шар. Якщо невелика кількість шкідливих компонентів залишиться на поверхні плати, це спричинить серйозні несприятливі наслідки, такі як корозія та витік. Тому флюс для паяння, що не очищається, не допускається містити галогенні компоненти.
Для перевірки корозійної активності паяльного флюсу зазвичай використовують такі методи:
a. Випробування на корозію мідного дзеркала: перевірте короткочасну корозійну дію паяльного флюсу (паяльної пасти)
b. Випробування паперу на хромат срібла: Перевірте вміст галогенідів у паяльному флюсі
в. Випробування опору ізоляції поверхні: перевірте опір ізоляції поверхні друкованої плати після паяння, щоб визначити надійність довготривалих електричних характеристик паяльного флюсу (паяльної пасти)
d. Випробування на корозію: перевірте корозійну активність залишків на поверхні друкованої плати після пайки
д. Перевірте ступінь зменшення відстані між провідниками на поверхні друкованої плати після зварювання
③ Паяність: швидкість розширення ≥ 80%
Спаюваність і корозійна здатність - пара суперечливих показників. Для того, щоб флюс мав певну здатність видаляти оксиди та підтримувати певний ступінь активності протягом усього процесу попереднього нагрівання та зварювання, він повинен містити трохи кислоти. Найбільш часто використовуваним флюсом без очищення є серія нерозчинної у воді оцтової кислоти, і формула також може включати аміни, аміак і синтетичні смоли. Різні формули впливатимуть на його активність і надійність. Різні компанії мають різні вимоги та показники внутрішнього контролю, але вони повинні відповідати вимогам високої якості зварювання та використання без корозії.
Активність флюсу зазвичай вимірюють за значенням pH. Значення рН флюсу без очищення слід контролювати в межах технічних умов, визначених виробом (значення рН у кожного виробника дещо відрізняється).
④Відповідає вимогам щодо захисту навколишнього середовища: нетоксичний, без сильного подразнюючого запаху, в основному не забруднює навколишнє середовище та безпечна робота.
⑵Не очищуйте друковані плати та компоненти
При впровадженні процесу зварювання без очищення паяння та чистота друкованої плати та компонентів є ключовими аспектами, які необхідно контролювати. Щоб забезпечити паяність, виробник повинен зберігати його при постійній температурі та в сухому середовищі та суворо контролювати його використання протягом ефективного часу зберігання, за умови, що постачальник зобов’язаний гарантувати паяність. Щоб забезпечити чистоту, навколишнє середовище та робочі характеристики повинні суворо контролюватися під час виробничого процесу, щоб уникнути забруднення людини, наприклад, слідів рук, слідів поту, жиру, пилу тощо.
Нечистий процес зварювання
Після застосування флюсу без очищення, хоча процес зварювання залишається незмінним, метод реалізації та відповідні параметри процесу повинні адаптуватися до конкретних вимог технології без очищення. Основний зміст такий:
⑴ Покриття флюсом
Щоб отримати хороший ефект без очищення, процес нанесення флюсу повинен суворо контролювати два параметри, а саме вміст твердої речовини у флюсі та кількість покриття.
Зазвичай існує три способи нанесення флюсу: метод спінювання, метод гребеня хвилі та метод розпилення. У процесі без очищення метод спінювання та метод гребеня хвилі не підходять з багатьох причин. Спочатку флюс методом спінювання та методом гребеня хвилі поміщають у відкритий контейнер. Оскільки вміст розчинника у флюсі без очищення дуже високий, він особливо легко випаровується, що призводить до збільшення вмісту твердої речовини. Тому склад флюсу важко контролювати таким чином, щоб він залишався незмінним за допомогою методу питомої ваги під час виробничого процесу, а велика кількість випаровування розчинника також спричиняє забруднення та відходи; по-друге, оскільки вміст твердої речовини у флюсі без очищення надзвичайно низький, він не сприяє піноутворенню; по-третє, кількість нанесеного флюсу не можна контролювати під час нанесення покриття, і покриття є нерівним, і на краю плати часто залишається надмірна кількість флюсу. Таким чином, ці два методи не можуть досягти ідеального ефекту без очищення.
Метод розпилення є найновішим способом нанесення флюсу та найбільш підходить для нанесення флюсу без очищення. Оскільки флюс поміщається в герметичний контейнер під тиском, потік туману розпилюється через сопло та наноситься на поверхню друкованої плати. Обсяг розпилення, ступінь розпилення та ширину розпилення розпилювача можна регулювати, щоб можна було точно контролювати кількість нанесеного флюсу. Оскільки застосовуваний флюс є тонким шаром туману, потік на поверхні плати є дуже рівномірним, що може гарантувати, що поверхня плати після зварювання відповідає вимогам без очищення. У той же час, оскільки флюс повністю герметичний в контейнері, немає необхідності враховувати випаровування розчинника і поглинання вологи в атмосфері. Таким чином питома вага (або ефективний інгредієнт) флюсу може залишатися незмінним, і його не потрібно замінювати до того, як він вичерпається. У порівнянні з методом спінювання та методом гребеня хвилі кількість потоку можна зменшити більш ніж на 60%. Тому метод нанесення покриття розпиленням є кращим процесом нанесення покриття в процесі без очищення.
Використовуючи процес нанесення покриття розпиленням, слід зазначити, що оскільки флюс містить більше легкозаймистих розчинників, пари розчинника, що виділяються під час розпилення, мають певний ризик вибуху, тому обладнання повинно мати хороші витяжні пристрої та необхідне обладнання для пожежогасіння.
⑵ Попередній нагрів
Після нанесення флюсу зварювані деталі вступають у процес попереднього нагріву, і частина розчинника у флюсі випаровується шляхом попереднього нагрівання для підвищення активності флюсу. Після використання флюсу без очищення, який діапазон температури попереднього нагрівання є найбільш прийнятним?
Практика показала, що після використання флюсу без очищення, якщо традиційна температура попереднього нагріву (90±10℃) все ще використовується для контролю, можуть виникнути несприятливі наслідки. Основна причина полягає в тому, що флюс без очищення є флюсом із низьким вмістом твердої речовини, без галогенів із загалом слабкою активністю, і його активатор навряд чи може видалити оксиди металів за низьких температур. У міру підвищення температури попереднього нагріву флюс починає поступово активуватися, і коли температура досягає 100 ℃, активна речовина виділяється і швидко реагує з оксидом металу. Крім того, вміст розчинника у флюсі без очищення досить високий (близько 97%). Якщо температура попереднього нагрівання недостатня, розчинник не може повністю випаруватися. Коли зварювальний виріб потрапляє в олов’яну ванну, через швидке випаровування розчинника розплавлений припій розбризкується та утворює кульки припою, або фактична температура точки зварювання впаде, що призведе до поганих паяних з’єднань. Тому контроль температури попереднього нагріву в процесі без очищення є ще однією важливою ланкою. Зазвичай потрібно контролювати верхню межу традиційних вимог (100 ℃) або вище (згідно з орієнтовною температурною кривою постачальника), і має бути достатньо часу для попереднього нагрівання, щоб розчинник повністю випарувався.
⑶ Зварювання
Через суворі обмеження щодо вмісту твердої речовини та корозійної активності флюсу неминуче обмежується його ефективність паяння. Для отримання високої якості зварювання необхідно висунути нові вимоги до зварювального обладнання - воно повинно мати функцію захисту від інертних газів. На додаток до вжиття вищезазначених заходів, процес без очищення також вимагає суворішого контролю різних параметрів процесу зварювання, головним чином включаючи температуру зварювання, час зварювання, глибину лудіння друкованої плати та кут пропускання друкованої плати. Відповідно до використання різних типів флюсу без очищення, різні параметри процесу обладнання для паяння хвилею слід регулювати для отримання задовільних результатів зварювання без очищення.
