Detaljna analiza SMT zakrpa i THT PCBA kroz rupu s tri procesa premazivanja protiv boje i ključnih tehnologija!
Kako veličina PCBA komponenti postaje sve manja i manja, gustoća postaje sve veća i veća; visina podupiranja između uređaja i uređaja (razmak između PCB-a i udaljenosti od tla) također je sve manja i manja, a utjecaj okolišnih čimbenika na PCBA također se povećava. Stoga postavljamo veće zahtjeve za pouzdanost PCBA elektroničkih proizvoda.
1. Čimbenici okoliša i njihov utjecaj
Uobičajeni čimbenici okoline poput vlage, prašine, slane magle, plijesni itd. mogu uzrokovati različite probleme s kvarovima PCBA-e.
Vlažnost
Gotovo sve elektroničke PCB komponente u vanjskom okruženju izložene su riziku od korozije, među kojima je voda najvažniji medij za koroziju. Molekule vode dovoljno su male da prodru kroz molekularni jaz nekih polimernih materijala i uđu u unutrašnjost ili dođu do metala ispod premaza kroz rupicu i uzrokuju koroziju. Kada atmosfera dosegne određenu vlažnost, može uzrokovati elektrokemijsku migraciju PCB-a, struju curenja i izobličenje signala u visokofrekventnom krugu.
Para/vlaga + ionski onečišćujući materijali (soli, aktivna sredstva za fluks) = vodljivi elektroliti + napon naprezanja = elektrokemijska migracija
Kada relativna vlažnost u atmosferi dosegne 80%, stvorit će se vodeni film debljine 5~20 molekula, a sve vrste molekula mogu se slobodno kretati. Kada je prisutan ugljik, mogu se dogoditi elektrokemijske reakcije.
Kada relativna vlažnost dosegne 60%, površinski sloj opreme formirat će film debljine 2~4 molekule vode, a kada se u njemu otope zagađivači, doći će do kemijskih reakcija.
Kada je relativna vlažnost zraka u atmosferi < 20%, gotovo svi fenomeni korozije prestaju.
Stoga je otpornost na vlagu važan dio zaštite proizvoda.
Kod elektroničkih uređaja vlaga dolazi u tri oblika: kiša, kondenzacija i vodena para. Voda je elektrolit koji otapa velike količine korozivnih iona koji nagrizaju metale. Kada je temperatura određenog dijela opreme ispod "točke rosišta" (temperature), doći će do kondenzacije na površini: strukturnim dijelovima ili PCBA-i.
Prah
U atmosferi ima prašine, a ioni zagađivača adsorbirani prašinom talože se u unutrašnjosti elektroničke opreme i uzrokuju kvar. To je čest problem s elektroničkim kvarovima na terenu.
Prašina se dijeli na dvije vrste: gruba prašina je promjera 2,5~15 mikrona nepravilnih čestica, općenito neće uzrokovati kvarove, luk i druge probleme, ali utječe na kontakt konektora; fina prašina su nepravilne čestice 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-e, dolazi do elektrokemijske korozije, a stopa kvarova se povećava; b. Prašina + vlažna toplina + slana magla uzrokovali su najveću štetu na PCBA-i, a kvarovi elektroničke opreme bili su najveći u kemijskoj industriji i rudarskom području blizu obale, pustinji (slano-alkalno zemljište) i južno od rijeke Huaihe tijekom sezone plijesni i kiša.
Stoga je zaštita od prašine važan dio proizvoda.
Slani sprej
Stvaranje slane magle:Slanu maglu uzrokuju prirodni čimbenici poput oceanskih valova, plime i oseke, tlaka atmosferske cirkulacije (monsuna), sunčeve svjetlosti i tako dalje. Vjetar će je prenositi prema unutrašnjosti, a njezina 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 tijekom razdoblja tajfuna).
Štetnost slanog spreja:a. oštetiti premaz metalnih konstrukcijskih dijelova; b. Ubrzanje brzine elektrokemijske korozije dovodi do loma metalnih žica i kvara komponenti.
Slični izvori korozije:a. Znoj s ruku sadrži sol, ureu, mliječnu kiselinu i druge kemikalije koje imaju isti korozivni učinak na elektroničku opremu kao i slana magla. Stoga se tijekom sastavljanja 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 sprječavanje slane magle važan dio zaštite proizvoda.
Kalup
Plijesan, uobičajeni naziv za nitaste gljive, znači "plijesnive 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.
SL. 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 zajamčena, mora biti što je moguće izoliran od vanjskog okruženja, pa se uvodi postupak nanošenja premaza u obliku.
Premazivanje PCB-a nakon postupka 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). Izolira osjetljive elektroničke komponente od agresivnih okoliša, može uvelike poboljšati sigurnost i pouzdanost elektroničkih proizvoda te produžiti vijek trajanja proizvoda. Tri sloja premaza protiv boje mogu zaštititi sklop/komponente od čimbenika okoliša poput vlage, zagađivača, korozije, naprezanja, udara, mehaničkih vibracija i toplinskog ciklusa, a istovremeno poboljšavaju mehaničku čvrstoću i izolacijske karakteristike proizvoda.
Nakon procesa premazivanja PCB-a, na površini se formira prozirni zaštitni film koji učinkovito sprječava prodor vode i vlage, izbjegava curenje i kratki spoj.
2. Glavne točke procesa premazivanja
Prema zahtjevima IPC-A-610E (Standard za ispitivanje elektroničkih sklopova), to se uglavnom odražava u sljedećim aspektima:
Regija
1. Područja koja se ne mogu premazati:
Područja koja zahtijevaju električne spojeve, kao što su zlatni kontakti, zlatni prsti, metalni prolazni otvori, ispitni otvori;
Baterije i serviseri baterija;
Konektor;
Osigurač i kućište;
Uređaj za odvođenje topline;
Spojna žica;
Leća optičkog uređaja;
Potenciometar;
Senzor;
Nema zatvorenog prekidača;
Druga područja gdje premaz može utjecati na performanse ili rad.
2. Područja koja se moraju premazatisvi lemni spojevi, pinovi, komponente i vodiči.
3. Izborna područja
Debljina
Debljina se mjeri na ravnoj, neometanoj, očvrsloj površini tiskane komponente ili na pričvršćenoj ploči koja prolazi kroz proces s komponentom. Pričvršćene ploče mogu biti od istog materijala kao i tiskane ploče ili drugi neporozni materijali, poput metala ili stakla. Mjerenje debljine mokrog filma također se može koristiti kao dodatna metoda mjerenja debljine premaza, sve dok postoji dokumentirani odnos pretvorbe između debljine mokrog i suhog filma.
Tablica 1: Standardni raspon debljine za svaku vrstu materijala za premaz
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 prema udjelu sadržaja krute tvari ljepila
Debljina suhog filma
Na slici 10, debljina mokrog filma dobivena je ispitivačem debljine mokrog filma, a zatim je izračunata debljina suhog filma
Razlučivost rubova
DefinicijaU normalnim okolnostima, raspršivanje ventila za raspršivanje 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 ruba je definitivno što manja to bolja, ali različiti zahtjevi kupaca nisu isti, pa je specifična rezolucija obloženog ruba sve dok zadovoljava zahtjeve kupaca.
Slika 11: Usporedba rezolucije rubova
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, nema problema u procesu: pukotina, stratifikacije, narančastih linija, onečišćenja, kapilarnih pojava, mjehurića.
Slika 12: Aksijalni automatski stroj za premazivanje serije AC, učinak premazivanja, ujednačenost je vrlo konzistentna
3. Realizacija procesa premazivanja
Proces premazivanja
1. Priprema
Pripremite proizvode i ljepilo te 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 je prljavština od zavarivanja teško očistiti;
Utvrdite je li glavni zagađivač polarni ili nepolarni kako biste odabrali odgovarajuće sredstvo za čišćenje;
Ako se koristi sredstvo za čišćenje na bazi alkohola, treba obratiti pozornost na sigurnosne mjere: nakon pranja mora postojati dobra ventilacija te pravila hlađenja i sušenja kako bi se spriječilo isparavanje preostalog otapala 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 zadovoljili standardi čišćenja;
3. Zaštita maskiranjem (ako se ne koristi oprema za selektivno premazivanje), odnosno maska;
Treba odabrati neljepljivu foliju koja neće prenijeti papirnatu traku;
Za zaštitu integriranog kruga treba koristiti antistatičku papirnatu traku;
Prema zahtjevima crteža za neke uređaje za zaštitu štitom;
4. Odvlaživanje
Nakon čišćenja, zaštićena PCBA (komponenta) mora se prethodno osušiti i odvlažiti prije nanošenja premaza;
Odredite temperaturu/vrijeme predsušenja prema temperaturi koju dopušta PCBA (komponenta);
PCBA (komponenta) može odrediti temperaturu/vrijeme stola za predsušenje
5 slojeva
Proces nanošenja premaza ovisi o zahtjevima zaštite PCBA-e, postojećoj procesnoj opremi i postojećoj tehničkoj rezervi, što se obično postiže na sljedeće načine:
a. Četkajte ručno
Slika 13: Metoda ručnog četkanja
Premazivanje četkom je najčešće primjenjiv postupak, pogodan za proizvodnju malih serija. Struktura PCBA-e je složena i gusta, te zahtijeva zaštitu od agresivnih proizvoda. Budući da se premaz četkom može slobodno kontrolirati, dijelovi koji se ne smiju bojati neće biti onečišćeni.
Premazivanje četkom troši najmanje materijala, što je prikladno za višu cijenu dvokomponentne boje;
Proces bojanja ima visoke zahtjeve za operatera. Prije izgradnje, crteži i zahtjevi za premazivanje trebaju se pažljivo proučiti, nazivi PCBA komponenti trebaju biti prepoznati, a dijelovi koji se ne smiju premazati trebaju biti označeni privlačnim oznakama;
Operaterima nije dopušteno dodirivati ispisani dodatak rukama ni u kojem trenutku kako bi izbjegli kontaminaciju;
b. Umočite rukom
Slika 14: Metoda ručnog premazivanja umakanjem
Postupak uranjanja pruža najbolje rezultate premazivanja. Jednoličan, kontinuiran premaz može se nanijeti na bilo koji dio PCBA-e. Postupak uranjanja nije prikladan za PCBA-e s podesivim kondenzatorima, magnetskim jezgrama za fino podešavanje, potenciometrima, magnetskim jezgrama u obliku šalice i nekim dijelovima sa slabim brtvljenjem.
Ključni parametri postupka premazivanja 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: Ručna metoda prskanja
Pogodno za složeniji radni komad, teško se oslanja na masovnu proizvodnju automatizirane opreme, također je prikladno za razne proizvodne linije, ali u manjim situacijama, može se prskati na posebniji položaj.
Napomena za ručno prskanje: maglica boje onečistit će neke uređaje, kao što su PCB utikači, IC utičnice, neki osjetljivi kontakti i neki dijelovi za uzemljenje, te je potrebno obratiti pozornost na pouzdanost zaštite ovih dijelova. Druga stvar je da operater ne smije dodirivati tiskani utikač rukom ni u kojem 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 onečišćenja okoliša. S modernizacijom industrije, povećanjem troškova rada i strogim zahtjevima zaštite okoliša, automatska oprema za prskanje postupno zamjenjuje druge metode premazivanja.
S rastućim zahtjevima za automatizaciju industrije 4.0, fokus industrije pomaknuo se s pružanja odgovarajuće opreme za premazivanje na rješavanje problema cijelog procesa premazivanja. Automatski stroj za selektivno premazivanje - precizan premaz i bez rasipanja materijala, pogodan za velike količine premaza, najpogodniji za velike količine triju anti-boja.
Usporedbaautomatski stroj za premazivanjeitradicionalni postupak premazivanja
Tradicionalni PCBA troslojni premaz boje:
1) Premazivanje četkom: postoje mjehurići, valovi, uklanjanje dlačica četkom;
2) Pisanje: presporo, preciznost se ne može kontrolirati;
3) Namakanje cijelog komada: previše rasipna boja, spora brzina;
4) Raspršivanje pištoljem za prskanje: za zaštitu uređaja, previše zanošenja
Strojno premazivanje:
1) Količina bojenja raspršivanjem, položaj bojenja raspršivanjem i područje su precizno postavljeni i nema potrebe za dodavanjem ljudi za brisanje ploče nakon bojenja raspršivanjem.
2) Neke utične komponente s velikim razmakom od ruba ploče mogu se izravno obojiti bez ugradnje učvršćenja, što štedi osoblje za ugradnju ploče.
3) Nema isparavanja plina, kako bi se osiguralo čisto radno okruženje.
4) Sva podloga ne mora koristiti učvršćivače za prekrivanje ugljičnog filma, čime se eliminira mogućnost sudara.
5) Tri ujednačene debljine premaza protiv boje, uvelike poboljšavaju učinkovitost proizvodnje i kvalitetu proizvoda, ali i izbjegavaju otpad boje.
PCBA automatski stroj za nanošenje tri vrste anti-boje, posebno je dizajniran za prskanje s tri vrste anti-boje pomoću inteligentne opreme za prskanje. Budući da se materijal koji se prska i tekućina za prskanje razlikuju, odabir komponenti stroja za premazivanje također je drugačiji. Stroj za nanošenje tri vrste anti-boje koristi najnoviji program računalnog upravljanja, može ostvariti troosno povezivanje, a istovremeno je opremljen sustavom za pozicioniranje i praćenje kamere te može precizno kontrolirati područje prskanja.
Stroj za nanošenje tri sloja anti-boje, također poznat kao stroj za nanošenje tri sloja anti-boje, stroj za nanošenje tri sloja anti-boje u spreju, stroj za nanošenje tri sloja anti-boje u spreju, stroj za nanošenje tri sloja anti-boje, posebno je namijenjen za kontrolu tekućine, na površinu PCB-a prekrivenu slojem od tri sloja anti-boje, 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 precizni selektivni stroj za premazivanje donosi novi način rada,premaz točan i bez rasipanja materijala, najprikladniji za veliki broj od tri premaza protiv boje.
