Detaljna analiza SMT zakrpa i THT plug-in PCBA tri procesa premaza protiv boje i ključnih tehnologija!
Kako veličina PCBA komponenti postaje sve manja i manja, gustoća postaje sve veća i veća;Visina potpore između uređaja i uređaja (razmak između PCB-a i razmaka od tla) također postaje sve manji, a utjecaj okolišnih čimbenika na PCBA također raste.Stoga postavljamo veće zahtjeve za pouzdanost PCBA elektroničkih proizvoda.
1.Ekološki čimbenici i njihov utjecaj
Uobičajeni čimbenici okoline kao što su vlaga, prašina, slani sprej, plijesan, itd., mogu uzrokovati razne probleme kvara PCBA
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 mrežastu molekularnu prazninu nekih polimernih materijala i uđu u unutrašnjost ili dođu do ispod metala kroz rupicu na premazu i izazovu koroziju.Kada atmosfera dosegne određenu vlažnost, može uzrokovati elektrokemijsku migraciju PCB-a, struju curenja i izobličenje signala u visokofrekventnom krugu.
Para/vlažnost + ionski kontaminanti (soli, aktivni agensi protoka) = vodljivi elektroliti + napon naprezanja = elektrokemijska migracija
Kada RH u atmosferi dosegne 80%, pojavit će se vodeni film debljine 5~20 molekula, a sve vrste molekula mogu se slobodno kretati.Kada je ugljik prisutan, mogu se pojaviti elektrokemijske reakcije.
Kada RH dosegne 60%, površinski sloj opreme formirat će debeli vodeni film od 2~4 molekule vode, kada se zagađivači otope, doći će do kemijskih reakcija;
Kada je RH < 20% u atmosferi, gotovo sve pojave korozije prestaju.
Stoga je otpornost na vlagu važan dio zaštite proizvoda.
Za elektroničke uređaje vlaga se javlja 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: strukturni dijelovi ili PCBA.
Prah
U atmosferi ima prašine, ionski zagađivači adsorbirani u prašinu talože se u unutrašnjosti elektroničke opreme i uzrokuju kvar.Ovo je čest problem kod elektroničkih kvarova na terenu.
Prašina se dijeli na dvije vrste: gruba prašina je promjera 2,5 ~ 15 mikrona nepravilnih čestica, općenito neće uzrokovati kvar, luk i druge probleme, ali će utjecati na kontakt konektora;Fina prašina su nepravilne čestice promjera manjeg od 2,5 mikrona.Fina prašina ima određeno prianjanje na PCBA (furnir), koje se može ukloniti samo antistatičkom četkom.
Opasnosti od prašine: a.Zbog taloženja prašine na površini PCBA, dolazi do elektrokemijske korozije, a stopa kvarova se povećava;b.Prašina + vlažna vrućina + slana magla prouzročili su najveću štetu PCBA-i, a kvar elektroničke opreme bio je najveći u kemijskoj industriji i rudarskom području blizu obale, pustinji (slano-alkalna zemlja) i južno od rijeke Huaihe tijekom plijesni i kišna sezona.
Stoga je zaštita od prašine važan dio proizvoda.
Slani sprej
Stvaranje slanog spreja:Slani sprej uzrokuju prirodni čimbenici kao što su oceanski valovi, plima i oseka, tlak atmosferske cirkulacije (monsunski), sunčeva svjetlost i tako dalje.S vjetrom će zanositi prema unutrašnjosti, a koncentracija će mu se smanjivati s udaljavanjem od obale.Obično je koncentracija slane vode 1% od obale kada je udaljena 1 km od obale (ali će puhati dalje u razdoblju 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 ruku sadrži sol, ureu, mliječnu kiselinu i druge kemikalije, koje imaju isti korozivni učinak na elektroničku opremu kao slani sprej.Stoga, tijekom sastavljanja ili uporabe treba nositi rukavice, a premaz se ne smije dodirivati golim rukama;b.U topilu se nalaze halogeni i kiseline koje treba očistiti i kontrolirati njihovu zaostalu koncentraciju.
Stoga je sprječavanje slanog spreja važan dio zaštite proizvoda.
Kalup
Plijesan, uobičajeni naziv za filamentne gljive, znači "pljesnive gljive", sklone su stvaranju bujnog micelija, ali ne stvaraju velika plodna tijela poput gljiva.Na vlažnim i toplim mjestima, mnogi predmeti golim okom razvijaju neke od nejasnih, pahuljastih ili paučinastih kolonija, odnosno plijesni.
SLIKA5: Fenomen PCB plijesni
Šteta od plijesni: a.fagocitoza i razmnožavanje plijesni čine izolaciju organskih materijala opadanjem, oštećenjem i kvarom;b.Metaboliti plijesni su organske kiseline koje utječu na izolaciju i električnu čvrstoću te proizvode električni luk.
Stoga je zaštita od plijesni važan dio proizvoda za zaštitu.
Uzimajući u obzir gore navedene aspekte, pouzdanost proizvoda mora biti bolje zajamčena, mora biti izoliran od vanjske okoline što je moguće niže, stoga se uvodi proces oblaganja oblika.
Premazivanje PCB-a nakon procesa premazivanja, pod efektom snimanja ljubičaste lampe, izvorni 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, koja se ponekad naziva površinskim premazom i konformnim premazom (engleski naziv: coating, conformal coating).To će izolirati osjetljive elektroničke komponente od surovog okruženja, može uvelike poboljšati sigurnost i pouzdanost elektroničkih proizvoda i produžiti životni vijek proizvoda.Tri premaza protiv boje mogu zaštititi strujni krug/komponente od čimbenika okoline kao što su vlaga, zagađivači, korozija, stres, udar, mehaničke vibracije i toplinski ciklus, dok istovremeno poboljšavaju mehaničku čvrstoću i karakteristike izolacije proizvoda.
Nakon procesa premazivanja PCB-a, formira se prozirni zaštitni film na površini, može učinkovito spriječiti prodor vode i vlage, izbjeći curenje i kratki spoj.
2. Glavne točke procesa premazivanja
Prema zahtjevima IPC-A-610E (standard za ispitivanje elektroničkog sklopa), to se uglavnom odražava u sljedećim aspektima:
Regija
1. Područja koja se ne mogu premazati:
Područja koja zahtijevaju električne priključke, kao što su zlatni jastučići, zlatni prsti, metalne rupe, ispitne rupe;
Baterije i pričvršćivači baterija;
konektor;
Osigurač i kućište;
Uređaj za raspršivanje topline;
Premosna žica;
Leća optičkog uređaja;
Potenciometar;
Senzor;
Nema zatvorenog prekidača;
Ostala područja na kojima premaz može utjecati na učinkovitost ili rad.
2. Područja koja se moraju premazati: svi lemljeni spojevi, igle, komponente i vodiči.
3. Izborna područja
Debljina
Debljina se mjeri na ravnoj, neometanoj, stvrdnutoj površini komponente tiskanog kruga ili na pričvršćenoj ploči koja prolazi proces s komponentom.Priložene ploče mogu biti od istog materijala kao i tiskane ploče ili od drugih neporoznih materijala, poput metala ili stakla.Mjerenje debljine mokrog filma također se može koristiti kao izborna metoda mjerenja debljine premaza, sve dok postoji dokumentirani odnos konverzije između debljine mokrog i suhog filma.
Tablica 1: Standardni raspon debljine za svaku vrstu premaznog materijala
Metoda ispitivanja debljine:
1. Alat za mjerenje debljine suhog filma: mikrometar (IPC-CC-830B);b Tester 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 udjelom čvrstog sadržaja ljepila
Debljina suhog filma
Na Sl.10, debljina vlažnog filma dobivena je uređajem za ispitivanje debljine vlažnog filma, a zatim je izračunata debljina suhog filma
Razlučivost rubova
Definicija: Pod normalnim okolnostima, raspršivač ventila za raspršivanje izvan ruba linije neće biti baš ravan, uvijek će postojati određena oštrica.Širinu neravnine definiramo kao rezoluciju ruba.Kao što je dolje prikazano, veličina d je vrijednost rezolucije ruba.
Napomena: rubna rezolucija je definitivno što manja to bolja, ali različiti zahtjevi kupaca nisu isti, tako da je specifična obložena rubna rezolucija sve dok zadovoljava zahtjeve kupaca.
Slika 11: Usporedba rubne rezolucije
Ujednačenost
Ljepilo treba biti jednake debljine i glatkog i prozirnog filma prekrivenog proizvodom, naglasak je na jednolikosti ljepila prekrivenog proizvodom iznad područja, zatim mora biti iste debljine, nema problema s procesom: pukotine, slojevitost, narančaste linije, onečišćenje, kapilarni fenomen, mjehurići.
Slika 12: Aksijalni automatski učinak stroja za premazivanje AC serije, ujednačenost je vrlo dosljedna
3. Realizacija procesa premazivanja
Postupak premazivanja
1 Pripremite
Pripremite proizvode i ljepilo i ostale potrebne predmete;
Odrediti mjesto lokalne zaštite;
Odredite ključne detalje procesa
2: Operite
Trebalo bi se očistiti u najkraćem vremenu nakon zavarivanja, kako bi se spriječilo da se prljavština od zavarivanja teško čisti;
Odredite je li glavni onečišćivač polarni ili nepolarni, kako biste odabrali odgovarajuće sredstvo za čišćenje;
Ako se koristi alkoholno sredstvo za čišćenje, mora se obratiti pozornost na sigurnosna pitanja: mora postojati dobra ventilacija i pravila procesa hlađenja i sušenja nakon pranja, kako bi se spriječilo isparavanje zaostalog otapala uzrokovano eksplozijom u pećnici;
Čišćenje vodom, s alkalnom tekućinom za čišćenje (emulzija) za pranje fluksa, a zatim ispiranje čistom vodom za čišćenje tekućine za čišćenje, kako bi se zadovoljili standardi čišćenja;
3. Maskirna zaštita (ako se ne koristi oprema za selektivno premazivanje), odnosno maska;
Ako odaberete neljepljivu foliju, neće se prenijeti papirna traka;
Za IC zaštitu treba koristiti antistatičku papirnu traku;
Prema zahtjevima crteža za neke uređaje za zaštitu štita;
4. Odvlažiti
Nakon čišćenja, oklopljeni PCBA (komponenta) mora se prethodno osušiti i odvlažiti prije nanošenja premaza;
Odredite temperaturu/vrijeme predsušenja u skladu s temperaturom koju dopušta PCBA (komponenta);
PCBA (komponenta) može se dopustiti da odredi temperaturu/vrijeme stola za predsušenje
5 Kaput
Proces presvlačenja oblika ovisi o zahtjevima PCBA zaštite, postojećoj procesnoj opremi i postojećoj tehničkoj rezervi, što se obično postiže na sljedeće načine:
a.Četkajte ručno
Slika 13: Metoda ručnog četkanja
Premazivanje četkom najšire je primjenjiv proces, pogodan za proizvodnju malih serija, PCBA struktura je složena i gusta, potrebno je zaštititi zahtjeve zaštite oštrih proizvoda.Budući da se premaz četkom može slobodno kontrolirati, tako da dijelovi koji se ne smiju bojati neće biti onečišćeni;
Premaz četkom troši najmanje materijala, što odgovara višoj cijeni dvokomponentne boje;
Proces lakiranja ima visoke zahtjeve za operatera.Prije izgradnje potrebno je pažljivo proučiti crteže i zahtjeve premazivanja, prepoznati nazive PCBA komponenata, a dijelove koji se ne smiju premazivati označiti privlačnim oznakama;
Operaterima nije dopušteno dodirivati tiskani dodatak rukama u bilo kojem trenutku kako bi se izbjegla kontaminacija;
b. Dip ručno
Slika 14: Metoda ručnog premazivanja uranjanjem
Postupak premazivanja uranjanjem daje najbolje rezultate premazivanja.Jednoličan, kontinuirani premaz može se nanijeti na bilo koji dio PCBA.Postupak premazivanja uranjanjem nije prikladan za PCbase s podesivim kondenzatorima, magnetskim jezgrama finog podešavanja, potenciometrima, magnetskim jezgrama u obliku šalice i nekim dijelovima s lošim brtvljenjem.
Ključni parametri procesa premazivanja potapanjem:
Podesite odgovarajuću viskoznost;
Kontrolirajte brzinu kojom se PCBA podiže kako biste spriječili stvaranje mjehurića.Obično ne više od 1 metra u sekundi;
c.Prskanje
Prskanje je najraširenija, lako prihvatljiva metoda postupka, podijeljena u sljedeće dvije kategorije:
① Ručno prskanje
Slika 15: Ručna metoda prskanja
Prikladno za radni komad je složenije, teško se osloniti na situaciju masovne proizvodnje opreme za automatizaciju, također pogodno za niz proizvoda, ali manje situacije, može se prskati na posebniju poziciju.
Napomena za ručno raspršivanje: maglica boje zagadit će neke uređaje, kao što su PCB plug-in, IC utičnica, neki osjetljivi kontakti i neki dijelovi za uzemljenje, ti dijelovi trebaju obratiti pozornost na pouzdanost zaštite zaklona.Još jedna stvar je da rukovatelj ni u kojem trenutku ne bi smio dodirivati ispisani utikač rukom kako bi spriječio kontaminaciju kontaktne površine utikača.
② Automatsko prskanje
Obično se odnosi na automatsko prskanje opremom za selektivno premazivanje.Prikladno za masovnu proizvodnju, dobra konzistencija, visoka preciznost, malo zagađenje okoliša.S unapređenjem industrije, povećanjem cijene rada i strogim zahtjevima zaštite okoliša, oprema za automatsko raspršivanje postupno zamjenjuje druge metode premazivanja.
Uz sve veće zahtjeve za automatizacijom industrije 4.0, fokus industrije se pomaknuo s pružanja odgovarajuće opreme za premazivanje na rješavanje problema cjelokupnog procesa premazivanja.Automatski stroj za selektivno premazivanje - premazivanje precizno i bez rasipanja materijala, pogodno za velike količine premaza, najprikladnije za velike količine od tri premaza protiv boje.
Usporedba odautomatski stroj za premazivanjeitradicionalni postupak premazivanja
Tradicionalni PCBA trootporni premaz boje:
1) Premaz četkom: postoje mjehurići, valovi, uklanjanje dlaka četkom;
2) Pisanje: presporo, preciznost se ne može kontrolirati;
3) Natapanje cijelog komada: previše rasipna boja, mala brzina;
4) Prskanje pištoljem za prskanje: za zaštitu učvršćenja, previše zanošenja
Strojno premazivanje:
1) Količina bojenja sprejom, položaj bojenja sprejem i površina točno su postavljeni i nema potrebe dodavati ljude koji će obrisati ploču nakon bojanja sprejem.
2) Neke utične komponente s velikim razmakom od ruba ploče mogu se obojiti izravno bez ugradnje učvršćenja, čime se štedi osoblje za ugradnju ploče.
3) Nema isparavanja plina, kako bi se osiguralo čisto radno okruženje.
4) Sve podloge ne moraju koristiti učvršćenja za pokrivanje karbonskog filma, eliminirajući mogućnost sudara.
5) Tri ujednačena debljina premaza protiv boje, uvelike poboljšavaju učinkovitost proizvodnje i kvalitetu proizvoda, ali također izbjegavaju rasipanje boje.
PCBA automatski stroj za nanošenje premaza s tri boje, posebno je dizajniran za raspršivanje inteligentne opreme za prskanje s tri boje.Budući da su materijal koji se raspršuje i tekućina za prskanje različiti, stroj za premazivanje u konstrukciji odabira komponenti opreme također je drugačiji, tri stroja za premazivanje boje usvajaju najnoviji program računalne kontrole, mogu ostvariti troosnu vezu, u isto vrijeme opremljen sustavom za pozicioniranje i praćenje kamere, može precizno kontrolirati područje prskanja.
Stroj za nanošenje premaza s tri boje, također poznat kao stroj s tri ljepila protiv boje, stroj za ljepilo u spreju s tri boje, stroj s uljem za prskanje s tri boje, stroj za sprej s tri boje, posebno je za kontrolu tekućine, na površini PCB-a prekriven slojem od tri anti-boje, kao što je impregnacija, raspršivanje ili metoda premazivanja centrifugiranjem na površini PCB-a prekrivenom slojem fotorezista.
Kako riješiti novu eru potražnje za tri premaza protiv boja, postao je hitan problem koji treba riješiti u industriji.Automatska oprema za premazivanje koju predstavlja stroj za precizno selektivno premazivanje donosi novi način rada,premaz točan i bez rasipanja materijala, najprikladniji za veliki broj od tri premaza protiv boje.