Conceito de não limpeza
⑴O que é sem limpeza [3]
Sem limpeza refere-se ao uso de fluxo não corrosivo e com baixo teor de sólidos na produção de montagens eletrônicas, soldagem em ambiente de gás inerte, e o resíduo na placa de circuito após a soldagem é extremamente pequeno, não corrosivo e tem um extremamente alta resistência de isolamento superficial (SIR). Em circunstâncias normais, nenhuma limpeza é necessária para atender ao padrão de limpeza de íons (o nível de contaminação de íons do padrão militar dos EUA MIL-P-228809 é dividido em: Nível 1 ≤ 1,5ugNaCl/cm2 sem poluição; Nível 2 ≤ 1,5~5,0ugNACl/cm2 alta qualidade; Nível 3 ≤ 5,0 ~ 10,0ugNaCl/cm2 atende aos requisitos; Nível 4 > 10,0ugNaCl/cm2 não está limpo) e pode entrar diretamente no próximo processo. Deve-se salientar que “sem limpeza” e “sem limpeza” são dois conceitos absolutamente diferentes. A chamada "sem limpeza" refere-se ao uso do fluxo de colofónia tradicional (RMA) ou fluxo de ácido orgânico na produção de montagens eletrônicas. Embora existam certos resíduos na superfície da placa após a soldagem, os requisitos de qualidade de certos produtos podem ser atendidos sem limpeza. Por exemplo, produtos eletrônicos domésticos, equipamentos audiovisuais profissionais, equipamentos de escritório de baixo custo e outros produtos geralmente “não são limpos” durante a produção, mas definitivamente não são “isentos de limpeza”.
⑵ Vantagens de não limpar
① Melhorar os benefícios econômicos: Após não conseguir nenhuma limpeza, o benefício mais direto é que não há necessidade de realizar trabalhos de limpeza, portanto, uma grande quantidade de mão de obra de limpeza, equipamentos, local, materiais (água, solvente) e consumo de energia podem ser economizados. Ao mesmo tempo, devido ao encurtamento do fluxo do processo, economizam-se horas de trabalho e melhora-se a eficiência da produção.
② Melhorar a qualidade do produto: Devido à implementação de nenhuma tecnologia de limpeza, é necessário controlar rigorosamente a qualidade dos materiais, como o desempenho de corrosão do fluxo (halogenetos não são permitidos), a soldabilidade dos componentes e placas de circuito impresso, etc. ; no processo de montagem, alguns meios de processo avançados precisam ser adotados, como fluxo de pulverização, soldagem sob proteção de gás inerte, etc. clean é extremamente benéfico para melhorar a qualidade do produto.
③ Benéfico para a proteção ambiental: Após a adoção da tecnologia não limpa, o uso de substâncias ODS pode ser interrompido e o uso de compostos orgânicos voláteis (COV) é bastante reduzido, o que tem um efeito positivo na proteção da camada de ozônio.
Requisitos de materiais
⑴ Fluxo sem limpeza
Para fazer com que a superfície da placa PCB após a soldagem atinja o nível de qualidade especificado sem limpeza, a seleção do fluxo é fundamental. Normalmente, os seguintes requisitos são impostos ao fluxo não limpo:
① Baixo teor de sólidos: menos de 2%
Os fluxos tradicionais têm alto teor de sólidos (20-40%), médio teor de sólidos (10-15%) e baixo teor de sólidos (5-10%). Após a soldagem com esses fluxos, a superfície da placa PCB apresenta mais ou menos resíduos, enquanto o conteúdo sólido do fluxo não limpo deve ser inferior a 2% e não pode conter resina, portanto, basicamente não há resíduos na placa superfície após a soldagem.
② Não corrosivo: Sem halogênio, resistência de isolamento de superfície> 1,0 × 1011Ω
O fluxo de solda tradicional possui alto teor de sólidos, que pode "envolver" algumas substâncias nocivas após a soldagem, isolá-las do contato com o ar e formar uma camada protetora isolante. No entanto, devido ao teor extremamente baixo de sólidos, o fluxo de solda não limpo não pode formar uma camada protetora isolante. Se uma pequena quantidade de componentes prejudiciais permanecer na superfície da placa, isso causará graves consequências adversas, como corrosão e vazamentos. Portanto, o fluxo de solda não limpo não pode conter componentes halógenos.
Os seguintes métodos são geralmente usados para testar a corrosividade do fluxo de solda:
um. Teste de corrosão do espelho de cobre: teste a corrosividade de curto prazo do fluxo de solda (pasta de solda)
b. Teste de papel de teste de cromato de prata: teste o conteúdo de haletos no fluxo de solda
c. Teste de resistência de isolamento de superfície: Teste a resistência de isolamento de superfície do PCB após a soldagem para determinar a confiabilidade do desempenho elétrico a longo prazo do fluxo de solda (pasta de solda)
d. Teste de corrosão: Teste a corrosividade do resíduo na superfície do PCB após a soldagem
e. Teste o grau de redução no espaçamento do condutor na superfície do PCB após a soldagem
③ Soldabilidade: taxa de expansão ≥ 80%
Soldabilidade e corrosividade são dois indicadores contraditórios. Para que o fluxo tenha certa capacidade de eliminar óxidos e manter certo grau de atividade durante todo o processo de pré-aquecimento e soldagem, ele deve conter algum ácido. O mais comumente usado no fluxo não limpo é a série do ácido acético não solúvel em água, e a fórmula também pode incluir aminas, amônia e resinas sintéticas. Diferentes fórmulas afetarão sua atividade e confiabilidade. Diferentes empresas possuem diferentes requisitos e indicadores de controle interno, mas devem atender aos requisitos de alta qualidade de soldagem e uso não corrosivo.
A atividade do fluxo é geralmente medida pelo valor do pH. O valor do pH do fluxo não limpo deve ser controlado dentro das condições técnicas especificadas pelo produto (o valor do pH de cada fabricante é ligeiramente diferente).
④Atender aos requisitos de proteção ambiental: não tóxico, sem odor forte e irritante, basicamente sem poluição ao meio ambiente e operação segura.
⑵Placas e componentes de circuito impresso sem limpeza
Na implementação do processo de soldagem sem limpeza, a soldabilidade e a limpeza da placa de circuito e dos componentes são os principais aspectos que precisam ser controlados. Para garantir a soldabilidade, o fabricante deve armazená-lo em temperatura constante e ambiente seco e controlar rigorosamente seu uso dentro do tempo efetivo de armazenamento, desde que o fornecedor seja obrigado a garantir a soldabilidade. Para garantir a limpeza, o ambiente e as especificações operacionais devem ser rigorosamente controlados durante o processo de produção para evitar poluição humana, como marcas de mãos, marcas de suor, graxa, poeira, etc.
Processo de soldagem sem limpeza
Após a adoção do fluxo não limpo, embora o processo de soldagem permaneça inalterado, o método de implementação e os parâmetros do processo relacionados devem se adaptar aos requisitos específicos da tecnologia não limpa. Os conteúdos principais são os seguintes:
⑴ Revestimento de fluxo
Para obter um bom efeito de não limpeza, o processo de revestimento com fluxo deve controlar rigorosamente dois parâmetros, nomeadamente o conteúdo sólido do fluxo e a quantidade de revestimento.
Normalmente, existem três maneiras de aplicar o fluxo: método de formação de espuma, método de crista de onda e método de pulverização. No processo sem limpeza, o método de formação de espuma e o método da crista da onda não são adequados por vários motivos. Primeiro, o fluxo do método de formação de espuma e do método da crista da onda é colocado em um recipiente aberto. Como o teor de solvente do fluxo não limpo é muito alto, ele é particularmente fácil de volatilizar, o que leva a um aumento no teor de sólidos. Portanto, é difícil controlar a composição do fluxo para permanecer inalterada pelo método da gravidade específica durante o processo de produção, e a grande quantidade de volatilização do solvente também causa poluição e desperdício; segundo, uma vez que o teor de sólidos do fluxo não limpo é extremamente baixo, não conduz à formação de espuma; terceiro, a quantidade de fluxo aplicado não pode ser controlada durante o revestimento, e o revestimento é irregular e muitas vezes permanece fluxo excessivo na borda da placa. Portanto, esses dois métodos não conseguem atingir o efeito ideal de não limpeza.
O método de pulverização é o método de revestimento de fluxo mais recente e é mais adequado para o revestimento de fluxo não limpo. Como o fluxo é colocado em um recipiente pressurizado selado, o fluxo de névoa é pulverizado através do bico e cobre a superfície da PCB. A quantidade de pulverização, o grau de atomização e a largura de pulverização do pulverizador podem ser ajustados, de modo que a quantidade de fluxo aplicada possa ser controlada com precisão. Como o fluxo aplicado é uma fina camada de névoa, o fluxo na superfície da placa é muito uniforme, o que pode garantir que a superfície da placa após a soldagem atenda aos requisitos de não limpeza. Ao mesmo tempo, como o fluxo está completamente vedado no recipiente, não há necessidade de considerar a volatilização do solvente e a absorção de umidade da atmosfera. Desta forma, a gravidade específica (ou ingrediente eficaz) do fluxo pode ser mantida inalterada e não precisa ser substituída antes de se esgotar. Comparado com o método de formação de espuma e o método da crista da onda, a quantidade de fluxo pode ser reduzida em mais de 60%. Portanto, o método de revestimento por pulverização é o processo de revestimento preferido no processo sem limpeza.
Ao utilizar o processo de pintura por pulverização, deve-se observar que como o fluxo contém mais solventes inflamáveis, o vapor do solvente emitido durante a pulverização apresenta certo risco de explosão, portanto o equipamento precisa ter boas instalações de exaustão e equipamentos de extinção de incêndio necessários.
⑵ Pré-aquecimento
Após a aplicação do fluxo, as peças soldadas entram no processo de pré-aquecimento, e a parte solvente do fluxo é volatilizada por pré-aquecimento para aumentar a atividade do fluxo. Após utilizar o fluxo no-clean, qual a faixa mais adequada para a temperatura de pré-aquecimento?
A prática provou que após o uso do fluxo não limpo, se a temperatura de pré-aquecimento tradicional (90±10°C) ainda for usada para controle, poderão ocorrer consequências adversas. A principal razão é que o fluxo não limpo é um fluxo com baixo teor de sólidos, livre de halogênio e com atividade geralmente fraca, e seu ativador dificilmente consegue eliminar óxidos metálicos em baixas temperaturas. À medida que a temperatura de pré-aquecimento aumenta, o fluxo começa a ser ativado gradualmente e, quando a temperatura atinge 100 ℃, a substância ativa é liberada e reage rapidamente com o óxido metálico. Além disso, o teor de solvente do fluxo não limpo é bastante elevado (cerca de 97%). Se a temperatura de pré-aquecimento for insuficiente, o solvente não poderá ser totalmente volatilizado. Quando a soldagem entra no banho de estanho, devido à rápida volatilização do solvente, a solda derretida irá espirrar e formar bolas de solda ou a temperatura real do ponto de soldagem cairá, resultando em juntas de solda ruins. Portanto, controlar a temperatura de pré-aquecimento no processo sem limpeza é outro elo importante. Geralmente é necessário que seja controlado no limite superior dos requisitos tradicionais (100°C) ou superior (de acordo com a curva de temperatura de orientação do fornecedor) e deve haver tempo de pré-aquecimento suficiente para que o solvente evapore completamente.
⑶ Soldagem
Devido às restrições estritas quanto ao conteúdo sólido e à corrosividade do fluxo, seu desempenho de soldagem é inevitavelmente limitado. Para obter uma boa qualidade de soldagem, novos requisitos devem ser apresentados para o equipamento de soldagem - ele deve ter uma função de proteção contra gás inerte. Além de tomar as medidas acima, o processo sem limpeza também requer um controle mais rigoroso dos vários parâmetros do processo de soldagem, incluindo principalmente temperatura de soldagem, tempo de soldagem, profundidade de estanhamento de PCB e ângulo de transmissão de PCB. De acordo com o uso de diferentes tipos de fluxo não limpo, os vários parâmetros do processo do equipamento de soldagem por onda devem ser ajustados para obter resultados satisfatórios de soldagem não limpa.
