SMT yama ve THT delikli PCBA'nın üç boya önleyici kaplama prosesi ve temel teknolojilerinin detaylı analizi!
PCBA bileşenlerinin boyutu küçüldükçe, yoğunluk da artıyor; cihazlar arasındaki destek yüksekliği (PCB arasındaki mesafe ve yerden yükseklik) de küçülüyor ve çevresel faktörlerin PCBA üzerindeki etkisi artıyor. Bu nedenle, elektronik ürünlerin PCBA güvenilirliği konusunda daha yüksek talepler ortaya koyuyoruz.
1.Çevresel faktörler ve etkileri
Nem, toz, tuz püskürtme, küf vb. gibi yaygın çevresel faktörler PCBA'da çeşitli arıza sorunlarına neden olabilir.
Nem
Dış ortamdaki neredeyse tüm elektronik PCB bileşenleri korozyon riski altındadır ve bunlar arasında en önemli korozyon ortamı sudur. Su molekülleri, bazı polimer malzemelerin gözenekli moleküler boşluklarından geçerek iç kısma veya kaplamanın ince deliğinden alttaki metale ulaşarak korozyona neden olabilecek kadar küçüktür. Atmosfer belirli bir nem oranına ulaştığında, PCB'de elektrokimyasal göç, kaçak akım ve yüksek frekanslı devrelerde sinyal bozulması meydana gelebilir.
Buhar/nem + iyonik kirleticiler (tuzlar, akı aktif maddeleri) = iletken elektrolitler + gerilim voltajı = elektrokimyasal göç
Atmosferdeki bağıl nem %80'e ulaştığında, 5-20 molekül kalınlığında bir su filmi oluşur ve her türlü molekül serbestçe hareket edebilir. Karbon varlığında ise elektrokimyasal reaksiyonlar meydana gelebilir.
RH %60'a ulaştığında, ekipmanın yüzey tabakası 2~4 su molekülü kalınlığında bir su filmi oluşturacaktır, kirleticiler çözündüğünde kimyasal reaksiyonlar olacaktır;
Atmosferdeki RH < %20 olduğunda korozyon olaylarının hemen hemen hepsi durur.
Bu nedenle nem geçirmezlik, ürün korumasının önemli bir parçasıdır.
Elektronik cihazlarda nem üç şekilde ortaya çıkar: yağmur, yoğuşma ve su buharı. Su, metalleri aşındıran büyük miktarda aşındırıcı iyonu çözen bir elektrolittir. Cihazın belirli bir parçasının sıcaklığı "çiğ noktası"nın (sıcaklık) altına düştüğünde, yüzeyde (yapısal parçalar veya PCBA) yoğuşma meydana gelir.
Toz
Atmosferde toz bulunur, toz halindeki iyonlar elektronik cihazların iç kısmına yerleşerek arızalara neden olur. Bu, sahadaki elektronik arızalarda sık karşılaşılan bir sorundur.
Toz iki türe ayrılır: Kaba toz, çapı 2,5 ila 15 mikron arasında olan düzensiz parçacıklardır ve genellikle arızaya, ark oluşumuna ve diğer sorunlara neden olmaz, ancak konnektör temasını etkiler; İnce toz ise çapı 2,5 mikrondan küçük düzensiz parçacıklardır. İnce toz, PCBA (kaplama) üzerinde belirli bir yapışkanlığa sahiptir ve bu yapışkanlık yalnızca antistatik fırça ile giderilebilir.
Toz tehlikeleri: a. PCBA'nın yüzeyinde biriken toz nedeniyle elektrokimyasal korozyon oluşur ve arıza oranı artar; b. Toz + nemli ısı + tuz sisi PCBA'ya en büyük zararı vermiş ve elektronik ekipman arızaları en çok kıyıya yakın kimya sanayi ve madencilik bölgesinde, çölde (tuzlu-alkali topraklar) ve Huaihe Nehri'nin güneyinde küf ve yağmur mevsiminde meydana gelmiştir.
Bu nedenle toz koruması ürünün önemli bir parçasıdır.
Tuz spreyi
Tuz püskürtmesinin oluşumu:Tuz serpintisi, okyanus dalgaları, gelgitler, atmosferik dolaşım (muson), basınç, güneş ışığı vb. gibi doğal etkenlerden kaynaklanır. Rüzgarla iç kesimlere doğru sürüklenir ve kıyıdan uzaklaştıkça yoğunluğu azalır. Genellikle, kıyıdan 1 km uzaktayken tuz serpintisi yoğunluğu kıyının %1'idir (ancak tayfun döneminde daha uzağa savrulur).
Tuz spreyinin zararları:a. Metal yapı parçalarının kaplamasına zarar verir; b. Elektrokimyasal korozyon hızının artması metal tellerin kırılmasına ve bileşenlerin arızalanmasına yol açar.
Benzer korozyon kaynakları:a. El teri, elektronik cihazlar üzerinde tuz spreyi ile aynı aşındırıcı etkiye sahip tuz, üre, laktik asit ve diğer kimyasallar içerir. Bu nedenle, montaj veya kullanım sırasında eldiven giyilmeli ve kaplamaya çıplak elle dokunulmamalıdır. b. Akıda halojenler ve asitler bulunur, bunlar temizlenmeli ve kalıntı konsantrasyonları kontrol edilmelidir.
Bu nedenle tuz püskürtmesine karşı koruma, ürünlerin korunmasında önemli bir unsurdur.
Kalıba dökmek
Filamentli mantarların yaygın adı olan küf, "küflü mantarlar" anlamına gelir ve genellikle gür bir miselyum oluşturur, ancak mantarlar gibi büyük meyve gövdeleri üretmezler. Nemli ve sıcak yerlerde, çıplak gözle görülebilen birçok şey, tüylü, pıhtılaşmış veya örümcek ağı şeklinde koloniler halinde büyür; yani küf.
ŞEKİL 5: PCB küf fenomeni
Küfün zararları: a. Küfün fagositozu ve yayılması, organik maddelerin yalıtımının azalmasına, hasar görmesine ve bozulmasına neden olur; b. Küfün metabolitleri, yalıtımı ve elektrik dayanımını etkileyen ve elektrik arkı üreten organik asitlerdir.
Bu nedenle küf önleyici, koruma ürünlerinin önemli bir parçasıdır.
Yukarıdaki hususlar göz önüne alındığında ürünün güvenilirliğinin daha iyi garanti altına alınması, dış ortamdan mümkün olduğunca düşük düzeyde izole edilmesi gerektiği için şekil kaplama işlemi devreye girmektedir.
Kaplama işleminden sonra PCB'yi kaplayın, mor lamba çekim efekti altında, orijinal kaplama çok güzel olabilir!
Üçlü boya önleyici kaplamaPCB yüzeyine ince bir koruyucu yalıtım tabakası kaplamayı ifade eder. Günümüzde en yaygın kullanılan kaynak sonrası kaplama yöntemidir ve bazen yüzey kaplama ve konformal kaplama (İngilizce adı: kaplama, konformal kaplama) olarak da adlandırılır. Hassas elektronik bileşenleri zorlu ortamdan izole eder, elektronik ürünlerin güvenliğini ve güvenilirliğini büyük ölçüde artırabilir ve ürünlerin kullanım ömrünü uzatabilir. Üç boya önleyici kaplama, devreleri/bileşenleri nem, kirleticiler, korozyon, stres, şok, mekanik titreşim ve termal döngü gibi çevresel faktörlerden korurken, ürünün mekanik mukavemetini ve yalıtım özelliklerini de iyileştirebilir.
PCB'nin kaplama işleminden sonra, yüzeyde şeffaf bir koruyucu film oluşturur, su ve nem girişini etkili bir şekilde önleyebilir, sızıntıyı ve kısa devreyi önleyebilir.
2. Kaplama işleminin ana noktaları
IPC-A-610E (Elektronik Montaj Test Standardı) gereksinimlerine göre, esas olarak aşağıdaki hususlar yansıtılmaktadır:
Bölge
1. Kaplanamayan alanlar:
Altın pedler, altın parmaklar, metal geçiş delikleri, test delikleri gibi elektrik bağlantısı gerektiren alanlar;
Aküler ve akü tamircileri;
Bağlayıcı;
Sigorta ve muhafaza;
Isı dağıtma cihazı;
Bağlantı teli;
Optik bir cihazın merceği;
Potansiyometre;
Sensör;
Mühürlü anahtar yok;
Kaplamanın performansı veya çalışmayı etkileyebileceği diğer alanlar.
2. Kaplanması gereken alanlar: tüm lehim bağlantıları, pimler, bileşenler ve iletkenler.
3. İsteğe bağlı alanlar
Kalınlık
Kalınlık, baskılı devre bileşeninin düz, engelsiz, kürlenmiş bir yüzeyinde veya bileşenle birlikte işlemden geçen bağlı bir plaka üzerinde ölçülür. Bağlı kartlar, baskılı devre kartlarıyla aynı malzemeden veya metal ya da cam gibi diğer gözeneksiz malzemelerden yapılabilir. Islak film kalınlığı ölçümü, ıslak ve kuru film kalınlığı arasında belgelenmiş bir dönüşüm ilişkisi olduğu sürece, isteğe bağlı bir kaplama kalınlığı ölçümü yöntemi olarak da kullanılabilir.
Tablo 1: Her kaplama malzemesi türü için kalınlık aralığı standardı
Kalınlık test yöntemi:
1. Kuru film kalınlığı ölçüm aleti: bir mikrometre (IPC-CC-830B); b Kuru film kalınlığı test cihazı (demir tabanlı)
Şekil 9. Mikrometre kuru film aparatı
2. Islak film kalınlığı ölçümü: Islak film kalınlığı, ıslak film kalınlığı ölçüm cihazı ile elde edilebilir ve daha sonra tutkal katı içeriğinin oranına göre hesaplanabilir.
Kuru filmin kalınlığı
Şekil 10'da ıslak film kalınlığı, ıslak film kalınlığı test cihazı ile elde edilmiş ve ardından kuru film kalınlığı hesaplanmıştır.
Kenar çözünürlüğü
Tanım: Normal şartlar altında, püskürtme valfinin hat kenarından dışarı püskürttüğü su çok düz olmayacaktır ve her zaman belirli bir çapak olacaktır. Çapak genişliğini kenar çözünürlüğü olarak tanımlıyoruz. Aşağıda gösterildiği gibi, d boyutu kenar çözünürlüğünün değeridir.
Not: Kenar çözünürlüğü kesinlikle ne kadar küçükse o kadar iyidir, ancak farklı müşteri gereksinimleri aynı değildir, bu nedenle belirli kaplanmış kenar çözünürlüğü müşteri gereksinimlerini karşılayacak kadar uzun olmalıdır.
Şekil 11: Kenar çözünürlüğü karşılaştırması
Tekdüzelik
Tutkal, ürün üzerine kaplanan yüzeyde homojen kalınlıkta ve pürüzsüz, şeffaf bir film gibi olmalıdır, vurgu ürünün üzerine kaplanan yüzeyin tutkalla homojen olmasına, dolayısıyla aynı kalınlıkta olmasına, işlem sorunlarının olmamasına (çatlak, tabakalaşma, turuncu çizgiler, kirlenme, kılcallık olayı, kabarcıklar) dikkat edilmelidir.
Şekil 12: Eksenel otomatik AC serisi otomatik kaplama makinesi kaplama etkisi, düzgünlüğü çok tutarlıdır
3. Kaplama işleminin gerçekleştirilmesi
Kaplama işlemi
1 Hazırlık
Ürünleri ve yapıştırıcıyı ve diğer gerekli malzemeleri hazırlayın;
Yerel korumanın yerini belirleyin;
Temel süreç ayrıntılarını belirleyin
2: Yıkayın
Kaynak sonrası en kısa sürede temizlenmeli, temizlenmesi zor olan kaynak kirlerinin oluşmasını önlemek için;
Uygun temizleme maddesini seçmek için ana kirleticinin polar mı, polar olmayan mı olduğunu belirleyin;
Alkollü temizlik maddesi kullanılıyorsa güvenlik hususlarına dikkat edilmelidir: Fırında patlama sonucu kalan çözücünün uçmasını önlemek için yıkama sonrası iyi havalandırma ve soğutma ve kurutma işlemi kurallarına uyulmalıdır;
Su temizliği, akıyı yıkamak için alkali temizleme sıvısı (emülsiyon) ile ve ardından temizleme sıvısını temizlemek için saf suyla durulayarak, temizlik standartlarını karşılamak;
3. Maskeleme koruması (seçici kaplama ekipmanı kullanılmıyorsa), yani maske;
Yapışkan olmayan film seçilmeli, kağıt bant transfer edilmemelidir;
IC koruması için anti-statik kağıt bant kullanılmalıdır;
Bazı cihazların koruma kalkanı için çizim gereksinimlerine göre;
4. Nem Alma
Temizlikten sonra, kaplanan PCBA (bileşen) kaplanmadan önce ön kurutmaya tabi tutulmalı ve nemden arındırılmalıdır;
PCBA (bileşen) tarafından izin verilen sıcaklığa göre ön kurutma sıcaklığını/süresini belirleyin;
PCBA'nın (bileşen) ön kurutma tablosunun sıcaklığını/zamanını belirlemesine izin verilebilir
5 Kat
Şekil kaplama işlemi PCBA koruma gereksinimlerine, mevcut proses ekipmanına ve mevcut teknik rezerve bağlıdır ve genellikle aşağıdaki yollarla elde edilir:
a. Elle fırçalayın
Şekil 13: El fırçalama yöntemi
Fırça kaplama, küçük parti üretimi için uygun, en yaygın kullanılan işlemdir. PCBA yapısı karmaşık ve yoğundur ve sert ürünlerin koruma gereksinimlerini karşılaması gerekir. Fırça kaplama serbestçe kontrol edilebildiğinden, boyanması yasak olan parçalar kirlenmez.
Fırça kaplama, iki bileşenli boyanın daha yüksek fiyatına uygun olarak en az malzemeyi tüketir;
Boyama işlemi operatör için yüksek gereklilikler gerektirir. İnşaattan önce çizimler ve kaplama gereklilikleri dikkatlice incelenmeli, PCBA bileşenlerinin adları bilinmeli ve kaplanamayacak kısımlar dikkat çekici işaretlerle işaretlenmelidir;
Operatörlerin kontaminasyonu önlemek için basılı fişe hiçbir zaman elleriyle dokunmalarına izin verilmez;
b.Elle daldırma
Şekil 14: El daldırma kaplama yöntemi
Daldırma kaplama işlemi en iyi kaplama sonuçlarını sağlar. PCBA'nın herhangi bir parçasına homojen ve sürekli bir kaplama uygulanabilir. Daldırma kaplama işlemi, ayarlanabilir kapasitörlere, ince ayarlı manyetik çekirdeklere, potansiyometrelere, fincan şeklinde manyetik çekirdeklere ve bazı zayıf sızdırmazlık özelliklerine sahip PCBA'lar için uygun değildir.
Daldırma kaplama işleminin temel parametreleri:
Uygun viskoziteyi ayarlayın;
Kabarcık oluşumunu önlemek için PCBA'nın kaldırılma hızını kontrol edin. Genellikle saniyede 1 metreden fazla olmamalıdır;
c. Püskürtme
Püskürtme, en yaygın kullanılan, kabul edilebilirliği kolay bir işlem yöntemi olup, aşağıdaki iki kategoriye ayrılır:
① Manuel püskürtme
Şekil 15: Manuel püskürtme yöntemi
Daha karmaşık, otomasyon ekipmanlarına güvenilmesi zor olan iş parçaları için uygundur, ayrıca ürün hattı çeşitliliği az olan durumlar için de uygundur, daha özel pozisyonlara püskürtülebilir.
Manuel püskürtmeye ilişkin not: Boya sisi, PCB fişi, IC soketi, bazı hassas kontaklar ve bazı topraklama parçaları gibi bazı cihazları kirletebilir. Bu parçaların, muhafaza korumasının güvenilirliğine dikkat edilmesi gerekir. Bir diğer nokta ise, operatörün fiş temas yüzeyinin kirlenmesini önlemek için basılı fişe hiçbir zaman eliyle dokunmamasıdır.
② Otomatik püskürtme
Genellikle seçici kaplama ekipmanıyla otomatik püskürtme anlamına gelir. Seri üretime uygundur, iyi kıvamlıdır, yüksek hassasiyetlidir ve çevreyi çok az kirletir. Sanayinin gelişmesi, işçilik maliyetlerinin artması ve çevre koruma gerekliliklerinin sıkılaşmasıyla birlikte, otomatik püskürtme ekipmanı giderek diğer kaplama yöntemlerinin yerini almaktadır.
Endüstri 4.0'ın artan otomasyon gereksinimleriyle birlikte, endüstrinin odak noktası uygun kaplama ekipmanı sağlamaktan, tüm kaplama sürecinin sorununu çözmeye kaymıştır. Otomatik seçici kaplama makinesi - hassas kaplama ve malzeme israfı yok, büyük miktarlarda kaplama için uygundur, özellikle büyük miktarlarda üçlü boya önleyici kaplama için uygundur.
Karşılaştırılmasıotomatik kaplama makinesiVegeleneksel kaplama işlemi
Geleneksel PCBA üç katmanlı boya kaplaması:
1) Fırça kaplaması: kabarcıklar, dalgalar, fırça kıllarının alınması var;
2) Yazma: Çok yavaş, kesinlik kontrol edilemiyor;
3) Tüm parçayı ıslatmak: çok fazla boya israfı, yavaş hız;
4) Sprey tabancasıyla püskürtme: armatür korumasına, çok fazla sürüklenmeye
Kaplama makinesi kaplaması:
1) Sprey boya miktarı, sprey boya pozisyonu ve alanı doğru bir şekilde ayarlanmıştır ve sprey boya sonrası tahtayı silmek için personel eklemeye gerek yoktur.
2) Plaka kenarından itibaren geniş aralıklı bazı eklenti elemanları, armatürü monte etmeden doğrudan boyanabilir, böylece plaka montaj personelinin maliyetinden tasarruf edilir.
3) Gaz buharlaşması olmadığından temiz bir çalışma ortamı sağlanır.
4) Tüm alt tabakanın karbon filmini kaplamak için fikstür kullanılmasına gerek kalmaz, çarpışma olasılığı ortadan kalkar.
5)Üçlü boya önleyici kaplama kalınlığı homojendir, üretim verimliliğini ve ürün kalitesini büyük ölçüde artırır, aynı zamanda boya israfını da önler.
PCBA otomatik üçlü boya önleyici kaplama makinesi, üçlü boya önleyici akıllı püskürtme ekipmanı püskürtmek için özel olarak tasarlanmıştır. Püskürtülen malzeme ve uygulanan püskürtme sıvısı farklı olduğundan, kaplama makinesinin ekipman bileşeni seçimi de farklıdır. Üçlü boya önleyici kaplama makinesi, en yeni bilgisayar kontrol programını kullanır, üç eksenli bağlantıyı gerçekleştirebilir ve aynı zamanda bir kamera konumlandırma ve izleme sistemi ile donatılmış olup, püskürtme alanını doğru bir şekilde kontrol edebilir.
Üçlü boya önleyici kaplama makinesi, üçlü boya önleyici yapıştırıcı makinesi, üçlü boya önleyici sprey yapıştırıcı makinesi, üçlü boya önleyici yağ püskürtme makinesi, üçlü boya önleyici sprey makinesi olarak da bilinen bu makine, özel olarak sıvı kontrolü için, PCB yüzeyinin üç anti-boya tabakasıyla kaplanması üzerine, PCB yüzeyinin fotorezist tabakasıyla kaplanması üzerine emdirme, püskürtme veya spin kaplama yöntemi gibi uygulamalar için kullanılır.
Yeni nesil boya önleyici kaplama talebinin nasıl karşılanacağı, sektörde çözülmesi gereken acil bir sorun haline gelmiştir. Hassas seçici kaplama makinesiyle temsil edilen otomatik kaplama ekipmanı, yeni bir çalışma şekli sunmaktadır.kaplaması hassas ve malzeme israfı olmayan, çok sayıda üç anti-boya kaplaması için en uygunudur.
