Concept van niet-schoonmaken
⑴Wat is niet-reinigen [3]
Niet-reinigen verwijst naar het gebruik van niet-corrosieve flux met een laag vastestofgehalte bij de productie van elektronische assemblages, lassen in een inerte gasomgeving, en het residu op de printplaat na het lassen is extreem klein, niet-corrosief en heeft een extreem hoge oppervlakte-isolatieweerstand (SIR). Onder normale omstandigheden is geen reiniging vereist om te voldoen aan de ionenzuiverheidsnorm (het Amerikaanse militaire standaard MIL-P-228809 ionenverontreinigingsniveau is onderverdeeld in: Niveau 1 ≤ 1,5ugNaCl/cm2 geen vervuiling; Niveau 2 ≤ 1,5~5,0ugNACl/cm2 hoge kwaliteit; Niveau 3 ≤ 5,0~10,0ugNaCl/cm2 voldoet aan de eisen; Niveau 4 > 10,0ugNaCl/cm2 is niet schoon) en kan direct naar het volgende proces gaan. Er moet op worden gewezen dat "schoonmaken" en "niet schoonmaken" twee totaal verschillende concepten zijn. Het zogenaamde "geen reiniging" verwijst naar het gebruik van traditioneel harsvloeimiddel (RMA) of organisch zuurvloeimiddel bij de productie van elektronische assemblages. Hoewel er na het lassen bepaalde resten op het plaatoppervlak achterblijven, kan zonder reiniging aan de kwaliteitseisen van bepaalde producten worden voldaan. Huishoudelijke elektronische producten, professionele audiovisuele apparatuur, goedkope kantoorapparatuur en andere producten worden bijvoorbeeld gewoonlijk niet schoongemaakt tijdens de productie, maar ze zijn beslist niet schoonvrij.
⑵ Voordelen van niet schoonmaken
① Verbetering van de economische voordelen: Nadat er geen schoonmaak is bereikt, is het meest directe voordeel dat er geen schoonmaakwerkzaamheden meer hoeven te worden uitgevoerd, waardoor een grote hoeveelheid schoonmaakarbeid, apparatuur, locatie, materialen (water, oplosmiddel) en energieverbruik kan worden bespaard. Tegelijkertijd worden door de verkorting van de processtroom werkuren bespaard en de productie-efficiëntie verbeterd.
② Verbetering van de productkwaliteit: omdat er geen reinigingstechnologie wordt geïmplementeerd, is het vereist om de kwaliteit van materialen strikt te controleren, zoals de corrosieprestaties van flux (halogeniden zijn niet toegestaan), de soldeerbaarheid van componenten en printplaten, enz. ; tijdens het assemblageproces moeten een aantal geavanceerde procesmiddelen worden toegepast, zoals het sproeien van flux, lassen onder bescherming tegen inert gas, enz. De implementatie van het no-clean-proces kan de schade van reinigingsstress aan de lascomponenten voorkomen, dus geen- clean is uiterst gunstig voor het verbeteren van de productkwaliteit.
③ Gunstig voor de bescherming van het milieu: na de adoptie van de no-clean-technologie kan het gebruik van ODS-stoffen worden gestopt en wordt het gebruik van vluchtige organische stoffen (VOS) aanzienlijk verminderd, wat een positief effect heeft op de bescherming van de ozonlaag.
Materiaalvereisten
⑴ Geen schone flux
Om ervoor te zorgen dat het printplaatoppervlak na het lassen het gespecificeerde kwaliteitsniveau bereikt zonder reiniging, is de keuze van het vloeimiddel van cruciaal belang. Meestal worden aan de no-clean flux de volgende eisen gesteld:
① Laag vastestofgehalte: minder dan 2%
Traditionele vloeimiddelen hebben een hoog vastestofgehalte (20-40%), een gemiddeld vastestofgehalte (10-15%) en een laag vastestofgehalte (5-10%). Na het lassen met deze vloeimiddelen bevat het oppervlak van de printplaat min of meer residu's, terwijl het vaste gehalte van het niet-schone vloeimiddel minder dan 2% moet zijn en het geen colofonium kan bevatten, dus er blijven in principe geen residu achter op de plaat oppervlak na het lassen.
② Niet-corrosief: halogeenvrij, oppervlakte-isolatieweerstand>1,0×1011Ω
Traditioneel soldeervloeimiddel heeft een hoog gehalte aan vaste stoffen, die na het lassen bepaalde schadelijke stoffen kunnen "inpakken", isoleren tegen contact met de lucht en een isolerende beschermlaag vormen. Door het extreem lage vastestofgehalte kan het niet-schone soldeervloeimiddel echter geen isolerende beschermlaag vormen. Als er een kleine hoeveelheid schadelijke componenten op het plaatoppervlak achterblijft, zal dit ernstige nadelige gevolgen hebben, zoals corrosie en lekkage. Daarom mag no-clean soldeervloeimiddel geen halogeencomponenten bevatten.
De volgende methoden worden meestal gebruikt om de corrosiviteit van soldeervloeimiddel te testen:
A. Koperspiegelcorrosietest: Test de corrosiviteit op korte termijn van soldeervloeimiddel (soldeerpasta)
B. Zilverchromaat testpapiertest: Test het gehalte aan halogeniden in het soldeervloeimiddel
C. Oppervlakte-isolatieweerstandstest: Test de oppervlakte-isolatieweerstand van de PCB na het solderen om de betrouwbaarheid van de elektrische prestaties van de soldeerflux (soldeerpasta) op lange termijn te bepalen
D. Corrosietest: Test de corrosiviteit van het residu op het PCB-oppervlak na het solderen
e. Test na het lassen de mate van verkleining van de geleiderafstand op het PCB-oppervlak
③ Soldeerbaarheid: expansiepercentage ≥ 80%
Soldeerbaarheid en corrosiviteit zijn een paar tegenstrijdige indicatoren. Om ervoor te zorgen dat het vloeimiddel een bepaald vermogen heeft om oxiden te elimineren en een bepaalde mate van activiteit te behouden tijdens het voorverwarm- en lasproces, moet het een beetje zuur bevatten. De meest gebruikte in de no-clean flux is de niet-wateroplosbare azijnzuurreeks, en de formule kan ook aminen, ammoniak en synthetische harsen bevatten. Verschillende formules zullen de activiteit en betrouwbaarheid ervan beïnvloeden. Verschillende bedrijven hebben verschillende eisen en interne controle-indicatoren, maar ze moeten voldoen aan de eisen van hoge laskwaliteit en niet-corrosief gebruik.
De activiteit van de flux wordt meestal gemeten aan de hand van de pH-waarde. De pH-waarde van de no-clean flux moet worden gecontroleerd binnen de technische omstandigheden gespecificeerd door het product (de pH-waarde van elke fabrikant is enigszins verschillend).
④ Voldoe aan de eisen voor milieubescherming: niet giftig, geen sterke irriterende geur, in principe geen vervuiling van het milieu en veilige bediening.
⑵Geen schone printplaten en componenten
In the implementation of the no-clean welding process, the solderability and cleanliness of the circuit board and components are the key aspects that need to be controlled. To ensure solderability, the manufacturer should store it in a constant temperature and dry environment and strictly control its use within the effective storage time, provided that the supplier is required to guarantee solderability. To ensure cleanliness, the environment and operating specifications must be strictly controlled during the production process to avoid human pollution, such as hand marks, sweat marks, grease, dust, etc.
Geen schoon lasproces
Na de invoering van no-clean flux moeten, hoewel het lasproces ongewijzigd blijft, de implementatiemethode en de bijbehorende procesparameters zich aanpassen aan de specifieke eisen van no-clean-technologie. De belangrijkste inhoud is als volgt:
⑴ Flux-coating
Om een goed no-clean-effect te verkrijgen, moet het fluxcoatingproces twee parameters strikt controleren, namelijk het vastestofgehalte van het vloeimiddel en de coatinghoeveelheid.
Meestal zijn er drie manieren om flux toe te passen: schuimmethode, golfkammethode en spuitmethode. Bij het no-clean-proces zijn de schuimmethode en de golfkammethode om vele redenen niet geschikt. Eerst wordt de flux van de schuimmethode en de golfkammethode in een open container geplaatst. Omdat het oplosmiddelgehalte van de no-clean flux zeer hoog is, is deze bijzonder gemakkelijk te vervluchtigen, wat leidt tot een toename van het vaste stofgehalte. Daarom is het moeilijk om de samenstelling van de flux te controleren zodat deze tijdens het productieproces onveranderd blijft door de soortelijke zwaartekrachtmethode, en de grote hoeveelheid oplosmiddelvervluchtiging veroorzaakt ook vervuiling en verspilling; ten tweede is het, aangezien het vastestofgehalte van het niet-schone vloeimiddel extreem laag is, niet bevorderlijk voor schuimvorming; ten derde kan de hoeveelheid aangebrachte vloeimiddel tijdens het coaten niet worden gecontroleerd, is de coating ongelijkmatig en blijft er vaak een overmatige hoeveelheid vloeimiddel achter op de rand van de plaat. Daarom kunnen deze twee methoden niet het ideale no-clean-effect bereiken.
De spuitmethode is de nieuwste fluxcoatingmethode en is het meest geschikt voor het coaten van no-clean flux. Omdat de flux in een afgesloten drukcontainer wordt geplaatst, wordt de mistflux door het mondstuk naar buiten gespoten en op het oppervlak van de PCB gecoat. De spuithoeveelheid, vernevelingsgraad en spuitbreedte van de spuitmachine zijn instelbaar, waardoor de hoeveelheid aangebrachte flux nauwkeurig kan worden geregeld. Omdat de aangebrachte flux een dunne mistlaag is, is de flux op het plaatoppervlak zeer uniform, wat ervoor kan zorgen dat het plaatoppervlak na het lassen voldoet aan de vereisten voor niet-reinigen. Tegelijkertijd hoeft er geen rekening te worden gehouden met de verdamping van het oplosmiddel en de absorptie van vocht in de atmosfeer, omdat de flux volledig in de container is afgesloten. Op deze manier kan het soortelijk gewicht (of het effectieve ingrediënt) van het vloeimiddel onveranderd worden gehouden en hoeft het niet te worden vervangen voordat het opgebruikt is. Vergeleken met de schuimmethode en de golftopmethode kan de hoeveelheid flux met meer dan 60% worden verminderd. Daarom is de sproeicoatingmethode het coatingproces dat de voorkeur heeft in het no-clean-proces.
Bij het gebruik van het spuitcoatingproces moet er rekening mee worden gehouden dat, aangezien het vloeimiddel meer brandbare oplosmiddelen bevat, de oplosmiddeldamp die vrijkomt tijdens het spuiten een zeker explosiegevaar met zich meebrengt. Daarom moet de apparatuur over goede afzuigvoorzieningen en de nodige brandblusapparatuur beschikken.
⑵ Voorverwarmen
Na het aanbrengen van het vloeimiddel gaan de gelaste delen het voorverwarmingsproces in en wordt het oplosmiddelgedeelte in het vloeimiddel vervluchtigd door voorverwarmen om de activiteit van het vloeimiddel te verbeteren. Wat is na gebruik van de no-clean flux het meest geschikte bereik voor de voorverwarmingstemperatuur?
De praktijk heeft uitgewezen dat na gebruik van no-clean flux, als de traditionele voorverwarmingstemperatuur (90±10℃) nog steeds wordt gebruikt voor controle, nadelige gevolgen kunnen optreden. De belangrijkste reden is dat no-clean flux een halogeenvrije flux met een laag vastestofgehalte is met over het algemeen een zwakke activiteit, en dat de activator ervan nauwelijks metaaloxiden kan elimineren bij lage temperaturen. Naarmate de voorverwarmingstemperatuur stijgt, begint de flux geleidelijk te activeren, en wanneer de temperatuur 100℃ bereikt, komt de actieve substantie vrij en reageert deze snel met het metaaloxide. Bovendien is het oplosmiddelgehalte van niet-schone flux vrij hoog (ongeveer 97%). Als de voorverwarmingstemperatuur onvoldoende is, kan het oplosmiddel niet volledig worden vervluchtigd. Wanneer het laswerk het tinbad binnengaat, zal het gesmolten soldeer, als gevolg van de snelle verdamping van het oplosmiddel, spatten en soldeerballen vormen, of de werkelijke temperatuur van het laspunt zal dalen, wat resulteert in slechte soldeerverbindingen. Daarom is het regelen van de voorverwarmingstemperatuur in het no-clean-proces een andere belangrijke schakel. Meestal moet de temperatuur op de bovengrens van de traditionele vereisten (100℃) of hoger worden geregeld (volgens de temperatuurcurve van de leverancier) en moet er voldoende voorverwarmingstijd zijn om het oplosmiddel volledig te laten verdampen.
⑶ Lassen
Vanwege de strikte beperkingen op het vastestofgehalte en de corrosiviteit van het vloeimiddel zijn de soldeerprestaties ervan onvermijdelijk beperkt. Om een goede laskwaliteit te verkrijgen, moeten er nieuwe eisen worden gesteld aan de lasapparatuur: deze moet een inerte gasbeschermingsfunctie hebben. Naast het nemen van de bovenstaande maatregelen vereist het no-clean-proces ook een strengere controle van de verschillende procesparameters van het lasproces, waaronder voornamelijk de lastemperatuur, de lastijd, de vertinningsdiepte van de PCB's en de PCB-transmissiehoek. Afhankelijk van het gebruik van verschillende soorten niet-schone flux moeten de verschillende procesparameters van de golfsoldeerapparatuur worden aangepast om bevredigende niet-schone lasresultaten te verkrijgen.
