فناوری شار

مفهوم عدم تمیز کردن

⑴بدون تمیز کردن چیست [3]

عدم تمیز کردن به استفاده از محتوای کم جامد، شار غیر خورنده در تولید مجموعه های الکترونیکی، جوشکاری در محیط گاز بی اثر، و باقیمانده روی صفحه مدار پس از جوشکاری بسیار کوچک، غیر خورنده و فوق العاده است. مقاومت عایق سطح بالا (SIR). در شرایط عادی، برای رعایت استاندارد پاکیزگی یونی نیازی به تمیز کردن نیست (میزان آلودگی یونی استاندارد نظامی ایالات متحده MIL-P-228809 به موارد زیر تقسیم می شود: سطح 1 ≤ 1.5ugNaCl/cm2 بدون آلودگی؛ سطح 2 ≤ 1.5~5.0ugNACl/cm2 سطح 3 ≤ 5.0 ~ 10.0ugNaCl/cm2 مطابق با الزامات سطح 4 > 10.0ugNaCl/cm2 است، و می تواند مستقیما وارد فرآیند بعدی شود. لازم به ذکر است که "بدون تمیز کردن" و "بدون تمیز کردن" دو مفهوم کاملاً متفاوت هستند. اصطلاح "بدون تمیز کردن" به استفاده از فلاکس سنتی رزین (RMA) یا شار اسید آلی در تولید مونتاژ الکترونیکی اشاره دارد. اگرچه پس از جوشکاری بقایای خاصی روی سطح تخته وجود دارد، اما الزامات کیفی برخی محصولات را می توان بدون تمیز کردن برآورده کرد. به عنوان مثال، محصولات الکترونیکی خانگی، تجهیزات صوتی و تصویری حرفه‌ای، تجهیزات اداری ارزان قیمت و سایر محصولات معمولاً در حین تولید «بدون تمیز کردن» هستند، اما قطعاً «بدون تمیز» نیستند.

⑵ مزایای عدم تمیز کردن

① بهبود مزایای اقتصادی: پس از دستیابی به عدم تمیز کردن، مستقیم ترین مزیت این است که نیازی به انجام کار تمیز کردن نیست، بنابراین می توان مقدار زیادی از کار تمیز کردن، تجهیزات، سایت، مواد (آب، حلال) و مصرف انرژی صرفه جویی کرد. در عین حال، به دلیل کوتاه شدن جریان فرآیند، ساعات کار صرفه جویی می شود و راندمان تولید بهبود می یابد.

② بهبود کیفیت محصول: به دلیل عدم اجرای فناوری تمیز کردن، لازم است کیفیت مواد مانند عملکرد خوردگی شار (هالیدها مجاز نیست)، لحیم کاری اجزا و بردهای مدار چاپی و غیره به شدت کنترل شود. ; در فرآیند مونتاژ، باید از برخی ابزارهای فرآیند پیشرفته مانند شار پاشش، جوشکاری تحت حفاظت گاز بی اثر و غیره استفاده شود. اجرای فرآیند بدون تمیز کردن می تواند از آسیب تنش تمیز کردن به اجزای جوش جلوگیری کند، بنابراین هیچ تمیز برای بهبود کیفیت محصول بسیار مفید است.

③ مفید برای حفاظت از محیط زیست: پس از اتخاذ فناوری بدون تمیز کردن، استفاده از مواد ODS را می توان متوقف کرد و استفاده از ترکیبات آلی فرار (VOC) به شدت کاهش می یابد که تأثیر مثبتی در محافظت از لایه ازن دارد.

الزامات مواد

⑴ بدون شار تمیز

برای اینکه سطح برد PCB پس از جوشکاری بدون تمیز کردن به سطح کیفی مشخص شده برسد، انتخاب شار یک کلید است. معمولاً الزامات زیر بر روی شار بدون تمیز اعمال می شود:

① محتوای جامد کم: کمتر از 2٪

فلاکس های سنتی دارای محتوای جامد بالا (20-40٪)، محتوای جامد متوسط ​​(10-15٪) و محتوای جامد کم (5-10٪) هستند. پس از جوشکاری با این شارها، سطح برد PCB کم و بیش باقیمانده دارد، در حالی که مقدار جامد شار بدون تمیز مورد نیاز است که کمتر از 2٪ باشد و نمی تواند حاوی رزین باشد، بنابراین اساساً هیچ باقیمانده ای روی تخته وجود ندارد. سطح بعد از جوشکاری

② غیر خورنده: بدون هالوژن، مقاومت عایق سطح> 1.0×1011Ω

شار لحیم کاری سنتی دارای محتوای جامد بالایی است که می تواند برخی از مواد مضر را پس از جوشکاری "پیچیده" کند، آنها را از تماس با هوا جدا کرده و یک لایه محافظ عایق تشکیل دهد. با این حال، به دلیل محتوای جامد بسیار کم، شار لحیم کاری تمیز نمی تواند یک لایه محافظ عایق تشکیل دهد. اگر مقدار کمی از اجزای مضر روی سطح برد باقی بماند، عواقب نامطلوب جدی مانند خوردگی و نشت را به همراه خواهد داشت. بنابراین، شار لحیم کاری تمیز مجاز نیست که حاوی اجزای هالوژن باشد.

روش های زیر معمولا برای آزمایش خورندگی شار لحیم کاری استفاده می شود:

الف تست خوردگی آینه مس: تست خورندگی کوتاه مدت شار لحیم کاری (خمیر لحیم کاری)

ب تست کاغذ کرومات نقره: محتوای هالیدها را در شار لحیم کاری آزمایش کنید

ج تست مقاومت عایق سطح: مقاومت عایق سطح PCB را پس از لحیم کاری آزمایش کنید تا قابلیت اطمینان عملکرد الکتریکی طولانی مدت شار لحیم کاری (خمیر لحیم کاری) را تعیین کنید.

د تست خوردگی: خورندگی باقیمانده روی سطح PCB را پس از لحیم کاری تست کنید

ه. درجه کاهش فاصله هادی روی سطح PCB را پس از جوشکاری آزمایش کنید

③ قابلیت لحیم کاری: نرخ انبساط ≥ 80٪

قابلیت لحیم کاری و خورندگی یک جفت شاخص متناقض هستند. برای اینکه شار توانایی خاصی در حذف اکسیدها داشته باشد و درجه خاصی از فعالیت را در طول فرآیند پیش گرمایش و جوشکاری حفظ کند، باید حاوی مقداری اسید باشد. متداول ترین مورد استفاده در شار بدون تمیز، سری اسید استیک غیر محلول در آب است و فرمول ممکن است شامل آمین ها، آمونیاک و رزین های مصنوعی نیز باشد. فرمول های مختلف بر فعالیت و قابلیت اطمینان آن تأثیر می گذارد. شرکت های مختلف الزامات و شاخص های کنترل داخلی متفاوتی دارند، اما باید الزامات کیفیت جوش بالا و استفاده غیرخورنده را برآورده کنند.

فعالیت شار معمولاً با مقدار pH اندازه گیری می شود. مقدار pH شار بدون تمیز باید در شرایط فنی مشخص شده توسط محصول کنترل شود (مقدار pH هر سازنده کمی متفاوت است).

④ الزامات حفاظت از محیط زیست را برآورده کنید: غیر سمی، بدون بوی تحریک کننده قوی، اساساً بدون آلودگی به محیط زیست و عملیات ایمن.

⑵ بردهای مدار چاپی و قطعات تمیز نشده

در اجرای فرآیند جوشکاری بدون تمیز کردن، لحیم کاری و تمیزی برد مدار و اجزاء جنبه های کلیدی است که باید کنترل شوند. برای اطمینان از قابلیت لحیم کاری، سازنده باید آن را در دمای ثابت و محیط خشک نگهداری کند و استفاده از آن را در مدت زمان ذخیره سازی موثر کنترل کند، مشروط بر اینکه تامین کننده ملزم به تضمین لحیم کاری باشد. برای اطمینان از پاکیزگی، محیط و مشخصات عملیاتی باید در طول فرآیند تولید به شدت کنترل شود تا از آلودگی های انسانی مانند علائم دست، علائم عرق، چربی، گرد و غبار و غیره جلوگیری شود.

فرآیند جوشکاری بدون تمیز کردن

پس از اتخاذ شار بدون تمیز کردن، اگرچه فرآیند جوشکاری بدون تغییر باقی می‌ماند، روش اجرا و پارامترهای فرآیند مربوطه باید با الزامات خاص فناوری بدون تمیز کردن سازگار شوند. مطالب اصلی به شرح زیر است:

⑴ پوشش شار

برای به دست آوردن یک اثر بدون تمیز کردن خوب، فرآیند پوشش شار باید به شدت دو پارامتر، یعنی محتوای جامد شار و مقدار پوشش را کنترل کند.

معمولاً سه روش برای اعمال شار وجود دارد: روش فومینگ، روش تاج موجی و روش اسپری. در فرآیند بدون تمیز کردن، روش کف کردن و روش تاج موج به دلایل زیادی مناسب نیستند. ابتدا شار روش کف سازی و روش تاج موج در یک ظرف باز قرار می گیرد. از آنجایی که محتوای حلال شار بدون تمیز کردن بسیار زیاد است، تبخیر آن بسیار آسان است، که منجر به افزایش محتوای جامد می شود. بنابراین، کنترل ترکیب شار برای بدون تغییر باقی ماندن با روش وزن مخصوص در طول فرآیند تولید دشوار است و مقدار زیاد تبخیر حلال نیز باعث آلودگی و ضایعات می شود. دوم، از آنجایی که محتوای جامد فلاکس بدون تمیز کردن بسیار کم است، برای ایجاد کف مناسب نیست. سوم، مقدار شار اعمال شده در طول پوشش قابل کنترل نیست و پوشش ناهموار است و اغلب شار بیش از حد روی لبه تخته باقی می ماند. بنابراین، این دو روش نمی توانند به اثر ایده آل بدون تمیزی دست یابند.

روش اسپری جدیدترین روش پوشش فلاکس است و برای پوشش شار بدون تمیز مناسب ترین است. از آنجا که شار در یک ظرف تحت فشار در بسته قرار می گیرد، شار مه از طریق نازل به بیرون پاشیده می شود و روی سطح PCB پوشانده می شود. مقدار اسپری، درجه اتمیزه شدن و عرض اسپری سمپاش را می توان تنظیم کرد، بنابراین میزان شار اعمال شده را می توان به طور دقیق کنترل کرد. از آنجایی که شار اعمال شده یک لایه مه نازک است، شار روی سطح تخته بسیار یکنواخت است، که می تواند اطمینان حاصل کند که سطح تخته پس از جوشکاری الزامات بدون تمیز کردن را برآورده می کند. در عین حال، از آنجایی که شار به طور کامل در ظرف بسته شده است، نیازی به در نظر گرفتن تبخیر حلال و جذب رطوبت در جو نیست. به این ترتیب، وزن مخصوص (یا ماده مؤثر) شار را می توان بدون تغییر نگه داشت و قبل از مصرف نیازی به تعویض ندارد. در مقایسه با روش فومینگ و روش تاج موج، مقدار شار را می توان بیش از 60٪ کاهش داد. بنابراین، روش پوشش اسپری، فرآیند پوشش دهی ترجیحی در فرآیند بدون تمیز کردن است.

هنگام استفاده از فرآیند پوشش اسپری، باید توجه داشت که از آنجایی که شار حاوی حلال های قابل اشتعال بیشتری است، بخار حلال ساطع شده در حین پاشش خطر انفجار خاصی دارد، بنابراین تجهیزات نیاز به تجهیزات اگزوز خوب و تجهیزات اطفاء حریق لازم دارند.

⑵ پیش گرم کردن

پس از اعمال شار، قطعات جوش داده شده وارد فرآیند پیش گرمایش می شوند و قسمت حلال در شار با پیش گرم کردن تبخیر می شود تا فعالیت شار افزایش یابد. پس از استفاده از شار بدون تمیز کردن، مناسب ترین محدوده برای دمای پیش گرمایش چیست؟

تمرین ثابت کرده است که پس از استفاده از شار بدون تمیز کردن، اگر دمای پیش گرمایش سنتی (90±10 درجه سانتیگراد) همچنان برای کنترل استفاده شود، ممکن است عواقب نامطلوبی رخ دهد. دلیل اصلی این است که شار غیر تمیز یک شار کم جامد و بدون هالوژن با فعالیت عموما ضعیف است و فعال کننده آن به سختی می تواند اکسیدهای فلزی را در دماهای پایین حذف کند. با افزایش دمای پیش گرم کردن، شار به تدریج شروع به فعال شدن می کند و هنگامی که دما به 100 درجه سانتیگراد می رسد، ماده فعال آزاد می شود و به سرعت با اکسید فلز واکنش می دهد. علاوه بر این، محتوای حلال شار بدون تمیز کردن بسیار زیاد است (حدود 97٪). اگر دمای پیش گرمایش کافی نباشد، حلال نمی تواند به طور کامل تبخیر شود. هنگامی که جوش وارد حمام قلع می شود، به دلیل تبخیر سریع حلال، لحیم مذاب پاشیده می شود و گلوله های لحیم را تشکیل می دهد یا دمای واقعی نقطه جوش کاهش می یابد و در نتیجه اتصالات لحیم ضعیف ایجاد می شود. بنابراین، کنترل دمای پیش گرمایش در فرآیند بدون تمیز کردن یکی دیگر از پیوندهای مهم است. معمولاً باید در حد بالایی نیازهای سنتی (100 درجه سانتیگراد) یا بالاتر (با توجه به منحنی دمای راهنمایی تأمین‌کننده) کنترل شود و باید زمان پیش گرمایش کافی برای تبخیر کامل حلال وجود داشته باشد.

⑶ جوشکاری

با توجه به محدودیت های شدید در محتوای جامد و خورندگی شار، عملکرد لحیم کاری آن ناگزیر محدود است. برای به دست آوردن کیفیت جوش خوب، الزامات جدیدی باید برای تجهیزات جوش ارائه شود - باید عملکرد محافظت از گاز بی اثر داشته باشد. علاوه بر انجام اقدامات فوق، فرآیند بدون تمیز کردن نیاز به کنترل دقیق‌تر پارامترهای فرآیند مختلف فرآیند جوشکاری، عمدتاً از جمله دمای جوش، زمان جوشکاری، عمق قلع‌بندی PCB و زاویه انتقال PCB دارد. با توجه به استفاده از انواع مختلف شار بدون تمیز کردن، پارامترهای فرآیند مختلف تجهیزات لحیم کاری موجی باید تنظیم شوند تا نتایج جوشکاری بدون تمیزی رضایت بخش به دست آید.