Подробный анализ накладок SMT и THT со сквозными отверстиями PCBA, трех процессов нанесения антикрасочного покрытия и ключевых технологий!
По мере того как размер компонентов печатной платы становится все меньше и меньше, плотность становится все выше и выше;Опорная высота между устройствами и устройствами (расстояние между печатной платой и дорожный просвет) также становится все меньше и меньше, а также увеличивается влияние факторов окружающей среды на печатную плату.Поэтому мы выдвигаем более высокие требования к надежности печатных плат электронных изделий.
1. Факторы окружающей среды и их влияние.
Общие факторы окружающей среды, такие как влажность, пыль, солевой туман, плесень и т. д., могут вызывать различные проблемы с выходом печатной платы.
Влажность
Почти все электронные компоненты печатных плат во внешней среде подвержены риску коррозии, среди которых вода является наиболее важной средой коррозии.Молекулы воды достаточно малы, чтобы проникнуть в молекулярный зазор сетки некоторых полимерных материалов и проникнуть внутрь или достичь основного металла через точечное отверстие в покрытии, вызывая коррозию.Когда атмосфера достигает определенной влажности, это может вызвать электрохимическую миграцию печатной платы, ток утечки и искажение сигнала в высокочастотной цепи.
Пар/влажность + ионные примеси (соли, флюсы) = проводящие электролиты + напряжение напряжения = электрохимическая миграция
Когда относительная влажность в атмосфере достигнет 80%, появится водная пленка толщиной 5–20 молекул, и все виды молекул смогут свободно перемещаться.При наличии углерода могут происходить электрохимические реакции.
Когда относительная влажность достигает 60%, поверхностный слой оборудования образует водную пленку толщиной 2–4 молекулы воды, когда в ней растворяются загрязняющие вещества, происходят химические реакции;
При относительной влажности < 20% в атмосфере практически все коррозионные явления прекращаются.
Поэтому влагонепроницаемость является важной частью защиты продукта.
В электронных устройствах влага существует в трех формах: дождь, конденсат и водяной пар.Вода является электролитом, растворяющим большое количество агрессивных ионов, разъедающих металлы.Когда температура определенной части оборудования ниже «точки росы» (температуры), на поверхности будет образовываться конденсат: деталей конструкции или печатной платы.
Пыль
В атмосфере присутствует пыль, адсорбированные пылью ионные загрязнители оседают внутри электронного оборудования и вызывают его сбой.Это обычная проблема с электронными сбоями в полевых условиях.
Пыль делится на два вида: крупная пыль представляет собой частицы неправильной формы диаметром 2,5–15 микрон, как правило, не вызывает неисправностей, дуги и других проблем, но влияет на контакт разъема;Мелкая пыль – это частицы неправильной формы диаметром менее 2,5 микрон.Мелкая пыль имеет определенную адгезию к печатной плате (шпону), которую можно удалить только антистатической щеткой.
Опасность пыли: а.Из-за оседания пыли на поверхности печатной платы возникает электрохимическая коррозия и увеличивается интенсивность отказов;б.Пыль + влажная жара + соляной туман нанесли наибольший ущерб печатной плате, а отказы электронного оборудования были наибольшими в химической промышленности и горнодобывающей промышленности вблизи побережья, в пустыне (солено-щелочная земля) и на юге реки Хуайхэ во время плесени и сезон дождей.
Поэтому защита от пыли является важной частью изделия.
Распылитель соли
Образование соляных брызг:Соляные брызги возникают под действием природных факторов, таких как океанские волны, приливы, давление атмосферной циркуляции (муссонов), солнечный свет и так далее.С ветром он будет дрейфовать вглубь суши, и его концентрация будет уменьшаться по мере удаления от берега.Обычно концентрация соляных брызг составляет 1% от побережья, когда оно находится на расстоянии 1 км от берега (но в период тайфунов они будут дуть дальше).
Вред соляных брызг:а.повредить покрытие металлических деталей конструкции;б.Увеличение скорости электрохимической коррозии приводит к разрушению металлических проволок и выходу из строя компонентов.
Подобные источники коррозии:а.Пот рук содержит соль, мочевину, молочную кислоту и другие химические вещества, которые оказывают на электронное оборудование такое же коррозионное воздействие, как и соляные брызги.Поэтому при сборке или использовании следует надевать перчатки и не прикасаться к покрытию голыми руками;б.Во флюсе присутствуют галогены и кислоты, которые необходимо очищать и контролировать их остаточную концентрацию.
Поэтому предотвращение солевого тумана является важной частью защиты продукции.
Форма
Милдью, общее название нитчатых грибов, означает «плесневелые грибы», имеют тенденцию образовывать обильный мицелий, но не дают крупных плодовых тел, как грибы.Во влажных и теплых местах на многих предметах невооруженным глазом появляются нечеткие, хлопьевидные или паутинистые колонии, то есть плесень.
ИНЖИР.5: явление плесени на печатных платах
Вред плесени: а.Фагоцитоз и распространение плесени приводят к ухудшению изоляции органических материалов, повреждению и разрушению;б.Метаболитами плесени являются органические кислоты, которые влияют на изоляцию и электрическую прочность и создают электрическую дугу.
Поэтому средства против плесени являются важной частью защитных средств.
Учитывая вышеизложенные аспекты, надежность изделия должна быть лучше гарантирована, оно должно быть как можно меньше изолировано от внешней среды, поэтому вводится процесс фасонного покрытия.
Покрытие печатной платы после процесса нанесения покрытия, под эффектом съемки фиолетовой лампы, оригинальное покрытие может быть таким красивым!
Три антикрасочных покрытияотносится к нанесению тонкого защитного изолирующего слоя на поверхность печатной платы.В настоящее время это наиболее часто используемый метод нанесения покрытия после сварки, иногда называемый поверхностным покрытием и конформным покрытием (английское название: покрытие, конформное покрытие).Он изолирует чувствительные электронные компоненты от суровой окружающей среды, может значительно повысить безопасность и надежность электронных продуктов и продлить срок их службы.Три антикрасочных покрытия могут защитить схему/компоненты от факторов окружающей среды, таких как влага, загрязняющие вещества, коррозия, стресс, удары, механическая вибрация и термический цикл, одновременно улучшая механическую прочность и изоляционные характеристики продукта.
После нанесения покрытия на печатную плату образуется прозрачная защитная пленка на поверхности, которая может эффективно предотвратить проникновение воды и влаги, избежать утечек и короткого замыкания.
2. Основные моменты процесса нанесения покрытия
В соответствии с требованиями IPC-A-610E (Стандарт тестирования электронных сборок) это в основном отражается в следующих аспектах:
Область
1. Области, которые нельзя покрывать:
Области, требующие электрических соединений, такие как золотые площадки, золотые пальцы, сквозные металлические отверстия, контрольные отверстия;
Аккумуляторы и фиксаторы аккумуляторов;
Разъем;
Предохранитель и корпус;
Устройство отвода тепла;
Перемычка;
Линза оптического прибора;
Потенциометр;
Датчик;
Нет герметичного переключателя;
Другие области, где покрытие может повлиять на производительность или работу.
2. Области, которые необходимо покрыть: все паяные соединения, контакты, компоненты и проводники.
3. Дополнительные области
Толщина
Толщина измеряется на плоской, беспрепятственной, затвердевшей поверхности компонента печатной схемы или на прикрепленной пластине, которая подвергается обработке вместе с компонентом.Прикрепленные платы могут быть изготовлены из того же материала, что и печатные платы, или из других непористых материалов, таких как металл или стекло.Измерение толщины влажной пленки также можно использовать в качестве дополнительного метода измерения толщины покрытия, если существует документально подтвержденная зависимость преобразования между толщиной влажной и сухой пленки.
Таблица 1: Стандарт диапазона толщины для каждого типа материала покрытия
Метод испытания толщины:
1. Инструмент для измерения толщины сухой пленки: микрометр (IPC-CC-830B);b Прибор для измерения толщины сухой пленки (железная основа)
Рисунок 9. Аппарат для сухой пленки «Микрометр»
2. Измерение толщины влажной пленки: толщину влажной пленки можно получить с помощью прибора для измерения толщины влажной пленки, а затем рассчитать по доле содержания твердого клея.
Толщина сухой пленки
На Фиг.10, толщина влажной пленки была получена с помощью измерителя толщины влажной пленки, а затем рассчитана толщина сухой пленки.
Краевое разрешение
Определение: В нормальных условиях распылительный клапан выходит за край линии не очень прямолинейно, всегда присутствуют определенные заусенцы.Мы определяем ширину заусенца как разрешение края.Как показано ниже, размер d — это значение разрешения края.
Примечание. Разрешение кромки, безусловно, чем меньше, тем лучше, но различные требования клиентов не одинаковы, поэтому определенное разрешение кромки с покрытием должно соответствовать требованиям клиента.
Рисунок 11: Сравнение краевого разрешения
Единообразие
Клей должен иметь одинаковую толщину и гладкую и прозрачную пленку, покрытую изделием, упор делается на однородность клея, нанесенного на изделие над поверхностью, тогда толщина должна быть одинаковой, не должно быть проблем с процессом: трещин, стратификация, оранжевые линии, загрязнение, капиллярное явление, пузырьки.
Рисунок 12: Эффект нанесения покрытия на осевую автоматическую машину серии AC, однородность очень стабильна.
3. Осуществление процесса нанесения покрытия.
Процесс нанесения покрытия
1 Подготовьтесь
Подготовить продукты, клей и другие необходимые предметы;
Определить место местной защиты;
Определить ключевые детали процесса
2: Мыть
Следует очищать в кратчайшие сроки после сварки, чтобы предотвратить трудную очистку сварочной грязи;
Определите, является ли основной загрязнитель полярным или неполярным, чтобы выбрать подходящее чистящее средство;
Если используется спиртовое чистящее средство, необходимо обратить внимание на вопросы безопасности: после мытья должна быть обеспечена хорошая вентиляция, а также правила охлаждения и сушки, чтобы предотвратить улетучивание остаточного растворителя, вызванное взрывом в духовке;
Водная очистка с помощью щелочной чистящей жидкости (эмульсии) для промывки флюса, а затем промывка чистой водой для очистки чистящей жидкости в соответствии со стандартами очистки;
3. Маскирующая защита (если не используется оборудование для селективного нанесения покрытия), то есть маска;
Если выбрать неклейкую пленку, бумажная лента не переносится;
Для защиты микросхем следует использовать антистатическую бумажную ленту;
По требованиям чертежей некоторых устройств экранирующей защиты;
4. Осушить
После очистки экранированную печатную плату (компонент) необходимо предварительно высушить и осушить перед нанесением покрытия;
Определите температуру/время предварительной сушки в соответствии с температурой, разрешенной PCBA (компонент);
PCBA (компонент) может позволять определять температуру/время стола предварительной сушки.
5 пальто
Процесс фасонного покрытия зависит от требований защиты печатных плат, существующего технологического оборудования и имеющегося технического задела, что обычно достигается следующими способами:
а.Кисть вручную
Рисунок 13. Метод ручной чистки.
Нанесение покрытия кистью является наиболее широко применимым процессом, подходящим для мелкосерийного производства, сложной и плотной структуры PCBA, необходимой для защиты требований защиты суровых продуктов.Поскольку покрытие кистью можно свободно контролировать, чтобы не загрязнялись части, которые нельзя красить;
Нанесение кистью требует меньше всего материала, что соответствует более высокой цене двухкомпонентной краски;
Процесс окраски предъявляет высокие требования к оператору.Перед началом строительства необходимо тщательно изучить чертежи и требования к покрытиям, следует распознать названия компонентов печатной платы, а детали, на которые не допускается покрытие, должны быть отмечены привлекательными знаками;
Операторам не разрешается прикасаться руками к напечатанному плагину во избежание загрязнения;
б.Окунуть вручную
Рисунок 14: Метод нанесения покрытия вручную
Процесс покрытия погружением обеспечивает наилучшие результаты покрытия.Равномерное сплошное покрытие можно нанести на любую часть печатной платы.Процесс покрытия погружением не подходит для печатных плат с регулируемыми конденсаторами, магнитопроводами тонкой настройки, потенциометрами, чашеобразными магнитопроводами и некоторыми деталями с плохой герметизацией.
Ключевые параметры процесса нанесения покрытия погружением:
Отрегулируйте соответствующую вязкость;
Контролируйте скорость подъема печатной платы, чтобы предотвратить образование пузырьков.Обычно не более 1 метра в секунду;
в.Распыление
Распыление является наиболее широко используемым и простым в использовании методом обработки, который делится на следующие две категории:
① Ручное распыление
Рисунок 15: Метод ручного распыления.
Подходит для более сложной заготовки, трудно полагаться на ситуацию массового производства оборудования автоматизации, также подходит для разнообразия производственной линии, но в меньшей ситуации, можно распылять в более специальное положение.
Примечание при ручном распылении: туман краски загрязняет некоторые устройства, такие как штекер печатной платы, гнездо микросхемы, некоторые чувствительные контакты и некоторые заземляющие детали. Этим деталям необходимо уделять внимание надежности защиты укрытия.Еще один момент заключается в том, что оператор никогда не должен прикасаться рукой к напечатанному разъему, чтобы предотвратить загрязнение контактной поверхности разъема.
② Автоматическое распыление
Обычно это относится к автоматическому распылению с помощью оборудования для выборочного нанесения покрытия.Подходит для массового производства, хорошая консистенция, высокая точность, небольшое загрязнение окружающей среды.С модернизацией промышленности, увеличением затрат на рабочую силу и строгими требованиями защиты окружающей среды автоматическое распылительное оборудование постепенно заменяет другие методы нанесения покрытий.
С ростом требований к автоматизации в Индустрии 4.0 фокус отрасли сместился с предоставления соответствующего оборудования для нанесения покрытия на решение проблем всего процесса нанесения покрытия.Автоматическая машина для выборочного нанесения покрытия - точное нанесение покрытия и отсутствие отходов материала, подходит для больших количеств покрытия, наиболее подходит для большого количества трех антикрасочных покрытий.
Сравнениеавтоматическая машина для нанесения покрытийитрадиционный процесс нанесения покрытия
Традиционное трехслойное лакокрасочное покрытие PCBA:
1) Покрытие кистью: есть пузыри, волны, удаление волос кистью;
2) Письмо: слишком медленно, точность невозможно контролировать;
3) Замачивание всего изделия: слишком расточительный расход краски, медленная скорость;
4) Распыление из пульверизатора: для защиты приспособления, слишком сильный снос.
Покрытие машины:
1) Количество распыляемой краски, положение распыления и площадь устанавливаются точно, и нет необходимости добавлять людей для протирания доски после окраски распылением.
2) Некоторые вставные компоненты с большим расстоянием от края пластины можно красить непосредственно без установки приспособления, что позволяет сэкономить персонал, занимающийся установкой пластины.
3) Отсутствие испарения газа обеспечивает чистую рабочую среду.
4) Всю подложку не нужно использовать крепления для покрытия карбоновой пленкой, исключающей возможность столкновения.
5)Три равномерных толщины антикрасочного покрытия значительно повышают эффективность производства и качество продукции, а также позволяют избежать отходов краски.
Автоматическая машина для нанесения трех антикрасочных покрытий PCBA специально разработана для распыления трех интеллектуальных распылительных устройств для защиты от краски.Поскольку распыляемый материал и наносимая распыляемая жидкость различаются, машина для нанесения покрытия в конструкции выбора компонентов оборудования также отличается, три машины для нанесения антикрасочного покрытия используют новейшую программу компьютерного управления, могут реализовать трехосную связь, в то же время оснащен системой позиционирования и отслеживания камеры, может точно контролировать зону распыления.
Три машины для нанесения антикрасочного покрытия, также известные как три машины для нанесения антикрасочного клея, три машины для распыления краски, три машины для распыления масла, три машины для распыления краски, специально предназначены для контроля жидкости на поверхности печатной платы. покрыт слоем трех антикрасочных материалов, таких как пропитка, напыление или метод центрифугирования, на поверхность печатной платы, покрытую слоем фоторезиста.
Как решить новую эру трех требований к антикрасочным покрытиям, стало актуальной проблемой, которую необходимо решить в отрасли.Автоматическое оборудование для нанесения покрытий, представленное прецизионной машиной для селективного нанесения покрытия, обеспечивает новый способ работы.покрытие точное и без отходов материалов, наиболее подходит для большого количества трех антикрасочных покрытий.