Análise detallada do parche SMT e do enchufe pasante THT para PCBA, tres procesos de revestimento antipintura e tecnoloxías clave.
A medida que o tamaño dos compoñentes da PCBA se fai cada vez máis pequeno, a densidade faise cada vez maior; a altura de soporte entre dispositivos e dispositivos (o espazo entre a PCB e a distancia ao chan) tamén é cada vez menor, e a influencia dos factores ambientais na PCBA tamén está a aumentar. Polo tanto, propoñemos requisitos máis altos sobre a fiabilidade da PCBA dos produtos electrónicos.
1. Factores ambientais e o seu impacto
Factores ambientais comúns como a humidade, o po, a néboa salina, o mofo, etc., poden causar varios problemas de fallo da PCBA
Humidade
Case todos os compoñentes electrónicos das placas de circuíto impreso (PCB) no ambiente externo corren o risco de sufrir corrosión, entre os cales a auga é o medio máis importante para a corrosión. As moléculas de auga son o suficientemente pequenas como para penetrar na fenda molecular da malla dalgúns materiais poliméricos e entrar no interior ou alcanzar o metal subxacente a través do orificio do revestimento para causar corrosión. Cando a atmosfera alcanza unha certa humidade, pode causar migración electroquímica das PCB, corrente de fuga e distorsión do sinal nos circuítos de alta frecuencia.
Vapor/humidade + contaminantes iónicos (sales, axentes fluxantes activos) = electrólitos condutores + tensión de tensión = migración electroquímica
Cando a humidade relativa na atmosfera alcanza o 80 %, formarase unha película de auga cun grosor de 5 a 20 moléculas, na que todo tipo de moléculas poderán moverse libremente. Cando hai carbono presente, poden producirse reaccións electroquímicas.
Cando a HR alcanza o 60 %, a capa superficial do equipo formará unha película de auga de 2 a 4 moléculas de auga de grosor; cando se disolvan contaminantes, prodúcense reaccións químicas;
Cando a HR < 20 % na atmosfera, case todos os fenómenos de corrosión detéñense.
Polo tanto, a protección contra a humidade é unha parte importante da protección do produto.
Para os dispositivos electrónicos, a humidade preséntase en tres formas: choiva, condensación e vapor de auga. A auga é un electrolito que disolve grandes cantidades de ións corrosivos que corroen os metais. Cando a temperatura dunha determinada parte do equipo está por debaixo do "punto de orballo" (temperatura), haberá condensación na superficie: pezas estruturais ou PCBA.
Po
Hai po na atmosfera, os ións contaminantes adsorbidos polo po deposítanse no interior dos equipos electrónicos e provocan avarías. Este é un problema común coas avarías electrónicas no campo.
O po divídese en dous tiposO po groso son partículas irregulares cun diámetro de 2,5 a 15 micras, que xeralmente non causan fallos, arcos eléctricos nin outros problemas, pero afectan o contacto do conector. O po fino son partículas irregulares cun diámetro inferior a 2,5 micras. O po fino ten certa adhesión á PCBA (chapa), que só se pode eliminar cun cepillo antiestático.
Perigos do poa. Debido ao po que se deposita na superficie da PCBA, xérase corrosión electroquímica e aumenta a taxa de fallo; b. O po, a calor húmida e a néboa salina causaron os maiores danos á PCBA, e os fallos dos equipos electrónicos foron os máis frecuentes na industria química e na zona mineira preto da costa, no deserto (terras salinas e alcalinas) e no sur do río Huaihe durante a estación do mildiu e as choivas.
Polo tanto, a protección contra o po é unha parte importante do produto.
Spray de sal
A formación de néboa salina:A néboa salgada está causada por factores naturais como as ondas oceánicas, as mareas, a presión da circulación atmosférica (monzón), a luz solar, etc. Desprázase cara ao interior co vento e a súa concentración diminúe coa distancia á costa. Normalmente, a concentración de néboa salgada é do 1 % da costa cando se atopa a 1 km da costa (pero soprará máis lonxe no período de tifóns).
A nocividade da pulverización salina:a. danar o revestimento das pezas estruturais metálicas; b. A aceleración da velocidade da corrosión electroquímica leva á fractura dos fíos metálicos e á falla dos compoñentes.
Fontes de corrosión semellantes:a. A suor das mans contén sal, urea, ácido láctico e outros produtos químicos, que teñen o mesmo efecto corrosivo nos equipos electrónicos que a pulverización salina. Polo tanto, débense usar luvas durante a montaxe ou o uso e o revestimento non se debe tocar con mans espidas; b. Hai halóxenos e ácidos no fluxo, que deben limparse e controlarse a súa concentración residual.
Polo tanto, a prevención da pulverización salina é unha parte importante da protección dos produtos.
Molde
O mofo, nome común para os fungos filamentosos, significa "fungos mofados", tenden a formar micelio exuberante, pero non producen grandes corpos frutíferos como os cogomelos. En lugares húmidos e cálidos, moitos elementos medran a simple vista, como algunhas colonias peludas, floculantes ou con forma de tea de araña, é dicir, o mofo.
FIG. 5: Fenómeno do mofo dos PCB
Danos do mofoa. a fagocitose e propagación do mofo provocan o deterioro, os danos e as fallas no illamento dos materiais orgánicos; b. os metabolitos do mofo son ácidos orgánicos, que afectan o illamento e a resistencia eléctrica e producen arcos eléctricos.
Polo tanto, o antimofo é unha parte importante dos produtos de protección.
Tendo en conta os aspectos anteriores, débese garantir mellor a fiabilidade do produto, debe illarse o máis baixo posible do ambiente externo, polo que se introduce o proceso de revestimento de forma.
Revestimento de PCB despois do proceso de revestimento, baixo o efecto de disparo da lámpada púrpura, o revestimento orixinal pode ser tan fermoso!
Tres revestimentos antipinturarefírese a aplicar unha fina capa illante protectora á superficie dunha placa de circuíto impreso (PCB). É o método de revestimento posterior á soldadura máis empregado na actualidade, ás veces chamado revestimento superficial e revestimento conformal (nome en inglés: coating, conformal coating). Illará os compoñentes electrónicos sensibles do ambiente hostil, pode mellorar moito a seguridade e a fiabilidade dos produtos electrónicos e prolongar a vida útil dos produtos. Tres revestimentos antipintura poden protexer os circuítos/compoñentes de factores ambientais como humidade, contaminantes, corrosión, tensión, choque, vibración mecánica e ciclo térmico, ao mesmo tempo que melloran a resistencia mecánica e as características de illamento do produto.
Despois do proceso de revestimento da PCB, fórmase unha película protectora transparente na superficie, que pode evitar eficazmente a entrada de auga e humidade, evitar fugas e curtocircuítos.
2. Puntos principais do proceso de revestimento
Segundo os requisitos da norma IPC-A-610E (Norma de probas de montaxe electrónica), reflíctese principalmente nos seguintes aspectos:
Rexión
1. Zonas que non se poden revestir:
Zonas que requiren conexións eléctricas, como almofadas douradas, dedos dourados, orificios pasantes de metal, orificios de proba;
Baterías e reparadores de baterías;
Conector;
Fusible e carcasa;
Dispositivo de disipación de calor;
Cable de puente;
A lente dun dispositivo óptico;
Potenciómetro;
Sensor;
Sen interruptor selado;
Outras áreas onde o revestimento pode afectar o rendemento ou o funcionamento.
2. Zonas que deben ser revestidas: todas as unións de soldadura, pines, compoñentes e condutores.
3. Áreas opcionais
Espesor
O grosor mídese nunha superficie plana, sen obstáculos e curada do compoñente do circuíto impreso ou nunha placa unida que se somete ao proceso co compoñente. As placas unidas poden ser do mesmo material que as placas impresas ou outros materiais non porosos, como metal ou vidro. A medición do grosor da película húmida tamén se pode usar como método opcional para medir o grosor do revestimento, sempre que exista unha relación de conversión documentada entre o grosor da película húmida e o grosor da película seca.
Táboa 1: Rango de espesores estándar para cada tipo de material de revestimento
Método de proba de espesor:
1. Ferramenta de medición do grosor da película seca: un micrómetro (IPC-CC-830B); b Medidor do grosor da película seca (base de ferro)
Figura 9. Aparello micrométrico de película seca
2. Medición do grosor da película húmida: o grosor da película húmida pódese obter mediante un instrumento de medición do grosor da película húmida e, a continuación, calcularse pola proporción do contido sólido da cola
Espesor da película seca
Na figura 10, o espesor da película húmida obtívose mediante o probador de espesor da película húmida e, a continuación, calculouse o espesor da película seca.
Resolución de bordos
DefiniciónEn circunstancias normais, a pulverización da válvula de pulverización fóra do bordo da liña non será moi recta, sempre haberá unha certa rebaba. Definimos o ancho da rebaba como a resolución do bordo. Como se mostra a continuación, o tamaño de d é o valor da resolución do bordo.
Nota: Canto menor sexa a resolución do bordo, mellor, pero os diferentes requisitos dos clientes non son iguais, polo que a resolución específica do bordo revestido debe cumprir os requisitos do cliente.
Figura 11: Comparación da resolución de bordos
Uniformidade
A cola debe ter un grosor uniforme e unha película lisa e transparente cuberta co produto, a énfase está na uniformidade da cola cuberta co produto por riba da área, polo tanto, debe ter o mesmo grosor, non hai problemas de proceso: fendas, estratificación, liñas laranxas, contaminación, fenómeno capilar, burbullas.
Figura 12: Máquina de revestimento automática da serie AC axial automática. Efecto de revestimento, uniformidade moi consistente.
3. A realización do proceso de revestimento
proceso de revestimento
1 Preparación
Preparar produtos, cola e outros elementos necesarios;
Determinar a localización da protección local;
Determinar os detalles clave do proceso
2: Lavar
Debe limparse o máis axiña posible despois da soldadura, para evitar que a sucidade da soldadura sexa difícil de limpar;
Determinar se o principal contaminante é polar ou non polar para elixir o axente de limpeza axeitado;
Se se emprega un axente de limpeza con alcohol, débese ter en conta as cuestións de seguridade: debe haber unha boa ventilación e normas para os procesos de arrefriamento e secado despois do lavado, para evitar a volatilización residual do disolvente causada pola explosión no forno;
Limpeza con auga, con líquido de limpeza alcalino (emulsión) para lavar o fluxo e despois enxágüe con auga pura para limpar o líquido de limpeza, para cumprir cos estándares de limpeza;
3. Protección de enmascaramento (se non se usa ningún equipo de revestimento selectivo), é dicir, máscara;
Se escolle unha película non adhesiva, a cinta de papel non se transferirá;
Debe usarse cinta de papel antiestática para a protección dos CI;
Segundo os requisitos dos debuxos para algúns dispositivos de protección de blindaxe;
4. Deshumidificar
Despois da limpeza, o PCBA (compoñente) blindado debe secarse e deshumidificarse previamente antes do revestimento;
Determinar a temperatura/tempo de presecado segundo a temperatura permitida pola PCBA (compoñente);
Pódese permitir que o PCBA (compoñente) determine a temperatura/tempo da táboa de presecado
5 abrigos
O proceso de revestimento de forma depende dos requisitos de protección da PCBA, do equipo de proceso existente e da reserva técnica existente, o que normalmente se consegue das seguintes maneiras:
a. Cepillar a man
Figura 13: Método de cepillado manual
O revestimento con brocha é o proceso de aplicación máis ampla, axeitado para a produción de lotes pequenos, estrutura de PCBA complexa e densa, necesidade de protexer os requisitos de produtos agresivos. Debido a que o revestimento con brocha pódese controlar libremente, as pezas que non se permiten pintar non se contaminarán;
O revestimento con brocha consome o menor material, axeitado para o prezo máis elevado da pintura de dous compoñentes;
O proceso de pintura ten uns requisitos elevados para o operador. Antes da construción, os debuxos e os requisitos de revestimento deben ser coidadosamente analizados, os nomes dos compoñentes da PCBA deben ser recoñecidos e as pezas que non se poden revestir deben ser marcadas con marcas rechamantes;
Os operadores non poden tocar o complemento impreso coas mans en ningún momento para evitar a contaminación;
b. Mergullo a man
Figura 14: Método de revestimento por inmersión manual
O proceso de inmersión proporciona os mellores resultados. Pódese aplicar un revestimento uniforme e continuo a calquera parte da placa de circuíto impreso (PCBA). O proceso de inmersión non é axeitado para PCB con condensadores axustables, núcleos magnéticos de axuste fino, potenciómetros, núcleos magnéticos en forma de copa e algunhas pezas con mala selaxe.
Parámetros clave do proceso de revestimento por inmersión:
Axuste a viscosidade axeitada;
Controla a velocidade á que se eleva a PCBA para evitar que se formen burbullas. Normalmente non máis de 1 metro por segundo;
c. Pulverización
A pulverización é o método de proceso máis empregado e doado de aceptar, e divídese nas seguintes dúas categorías:
① Pulverización manual
Figura 15: Método de pulverización manual
Axeitado para a peza de traballo máis complexa, difícil de confiar na situación da produción en masa de equipos de automatización, tamén axeitado para a variedade de liñas de produtos pero menos situación, pódese pulverizar a unha posición máis especial.
Nota para a pulverización manual: a néboa de pintura pode contaminar algúns dispositivos, como os conectores de PCB, os zócalos de CI, algúns contactos sensibles e algunhas pezas de conexión a terra. Estas pezas deben prestar atención á fiabilidade da protección do refuxio. Outro punto é que o operador non debe tocar o conector impreso coa man en ningún momento para evitar a contaminación da superficie de contacto do conector.
② Pulverización automática
Normalmente refírese á pulverización automática con equipos de revestimento selectivo. Adecuado para a produción en masa, boa consistencia, alta precisión, pouca contaminación ambiental. Coa mellora da industria, o aumento do custo da man de obra e os estritos requisitos de protección ambiental, os equipos de pulverización automática están a substituír gradualmente outros métodos de revestimento.
Coas crecentes esixencias de automatización da industria 4.0, o foco da industria pasou de proporcionar equipos de revestimento axeitados a resolver o problema de todo o proceso de revestimento. Máquina automática de revestimento selectivo: revestimento preciso e sen desperdicio de material, axeitada para grandes cantidades de revestimento, máis axeitada para grandes cantidades de tres revestimentos antipintura.
Comparación demáquina de revestimento automáticaeproceso de revestimento tradicional
Revestimento de pintura tradicional de tres probas para PCBA:
1) Revestimento do cepillo: hai burbullas, ondas, eliminación do pelo do cepillo;
2) Escritura: demasiado lenta, a precisión non se pode controlar;
3) Empapar toda a peza: pintura demasiado desperdiciada, velocidade lenta;
4) Pulverización con pistola: para a protección do accesorio, deriva demasiado
Revestimento da máquina de revestimento:
1) A cantidade de pintura con aerosol, a posición da pintura con aerosol e a área establécense con precisión e non hai necesidade de engadir persoas para limpar a placa despois da pintura con aerosol.
2) Algúns compoñentes enchufables con gran separación desde o bordo da placa pódense pintar directamente sen instalar o dispositivo de fixación, o que aforra o persoal de instalación da placa.
3) Sen volatilización de gases para garantir un ambiente de funcionamento limpo.
4) Non é necesario usar accesorios para cubrir a película de carbono para todo o substrato, o que elimina a posibilidade de colisión.
5) Tres espesores de revestimento antipintura uniformes, melloran moito a eficiencia da produción e a calidade do produto, pero tamén evitan o desperdicio de pintura.
A máquina automática de revestimento antipintura de tres placas PCBA está especialmente deseñada para pulverizar equipos de pulverización intelixentes de tres placas antipintura. Debido a que o material a pulverizar e o líquido de pulverización aplicado son diferentes, a selección de compoñentes do equipo na construción da máquina de revestimento tamén é diferente. A máquina de revestimento antipintura de tres placas adopta o programa de control por ordenador máis recente, pode realizar a conexión de tres eixes, ao mesmo tempo que está equipada cun sistema de posicionamento e seguimento da cámara, pode controlar con precisión a área de pulverización.
A máquina de revestimento antipintura de tres capas, tamén coñecida como máquina de cola antipintura de tres capas, máquina de cola en spray antipintura de tres capas, máquina de pulverización de aceite antipintura de tres capas, máquina de pulverización antipintura de tres capas, está especialmente diseñada para o control de fluídos. A superficie da PCB está cuberta cunha capa de tres capas antipintura, como a impregnación, a pulverización ou o método de revestimento por centrifugación, e a superficie da PCB está cuberta cunha capa de fotorresina.
Como resolver a nova era da demanda de tres revestimentos antipintura converteuse nun problema urxente que hai que resolver na industria. O equipo de revestimento automático representado pola máquina de revestimento selectivo de precisión achega unha nova forma de funcionamento,revestimento preciso e sen desperdicio de materiais, o máis axeitado para un gran número de tres revestimentos antipintura.
