Man mano che la dimensione dei componenti PCBA diventa sempre più piccola, la densità diventa sempre più alta; Anche l'altezza di supporto tra dispositivi e dispositivi (la distanza tra PCB e altezza da terra) sta diventando sempre più piccola e anche l'influenza dei fattori ambientali sul PCBA è in aumento. Pertanto, proponiamo requisiti più elevati sull'affidabilità del PCBA dei prodotti elettronici.
1. Fattori ambientali e loro impatto
Fattori ambientali comuni come umidità, polvere, nebbia salina, muffe, ecc. possono causare vari problemi di guasto del PCBA
Umidità
Quasi tutti i componenti elettronici PCB nell'ambiente esterno sono a rischio di corrosione, tra cui l'acqua è il mezzo più importante per la corrosione. Le molecole d'acqua sono sufficientemente piccole da penetrare nella fessura molecolare di alcuni materiali polimerici ed entrare all'interno o raggiungere il metallo sottostante attraverso il foro stenopeico del rivestimento provocando corrosione. Quando l'atmosfera raggiunge una certa umidità, può causare migrazione elettrochimica del PCB, corrente di dispersione e distorsione del segnale nel circuito ad alta frequenza.
Vapore/umidità + contaminanti ionici (sali, agenti attivi di flusso) = elettroliti conduttivi + tensione di stress = migrazione elettrochimica
Quando l'umidità relativa nell'atmosfera raggiunge l'80%, ci sarà una pellicola d'acqua con uno spessore di 5~20 molecole e tutti i tipi di molecole potranno muoversi liberamente. Quando è presente il carbonio, possono verificarsi reazioni elettrochimiche.
Quando l'umidità relativa raggiunge il 60%, lo strato superficiale dell'apparecchiatura formerà una pellicola d'acqua spessa 2~4 molecole d'acqua, quando si dissolvono sostanze inquinanti, si verificheranno reazioni chimiche;
Quando l'UR < 20% nell'atmosfera cessano quasi tutti i fenomeni di corrosione.
Pertanto, la resistenza all'umidità è una parte importante della protezione del prodotto.
Per i dispositivi elettronici, l'umidità si presenta in tre forme: pioggia, condensa e vapore acqueo. L'acqua è un elettrolita che dissolve grandi quantità di ioni corrosivi che corrodono i metalli. Quando la temperatura di una certa parte dell'apparecchiatura è inferiore al “punto di rugiada” (temperatura), si formerà della condensa sulla superficie: parti strutturali o PCBA.
Polvere
C'è polvere nell'atmosfera, gli ioni inquinanti assorbiti dalla polvere si depositano all'interno delle apparecchiature elettroniche e causano guasti. Questo è un problema comune con i guasti elettronici sul campo.
La polvere è divisa in due tipi: la polvere grossolana ha un diametro di 2,5~15 micron di particelle irregolari, generalmente non causa guasti, archi e altri problemi, ma influisce sul contatto del connettore; Le polveri sottili sono particelle irregolari con un diametro inferiore a 2,5 micron. La polvere sottile ha una certa adesione al PCBA (impiallacciatura), che può essere rimossa solo con una spazzola antistatica.
Pericoli derivanti dalla polvere: UN. A causa della polvere che si deposita sulla superficie del PCBA, si genera corrosione elettrochimica e il tasso di guasto aumenta; B. Polvere + calore umido + nebbia salina hanno causato i danni maggiori al PCBA, e i guasti alle apparecchiature elettroniche sono stati maggiori nell'industria chimica e nell'area mineraria vicino alla costa, al deserto (terreni salini-alcalini) e al sud del fiume Huaihe durante la muffa e la nebbia salina. stagione delle piogge.
Pertanto, la protezione dalla polvere è una parte importante del prodotto.
Spruzzo salino
La formazione di nebbia salina:La nebbia salina è causata da fattori naturali come le onde dell'oceano, le maree, la pressione della circolazione atmosferica (monsoni), la luce del sole e così via. Andrà alla deriva verso l'interno con il vento e la sua concentrazione diminuirà con la distanza dalla costa. Di solito, la concentrazione di nebbia salina è pari all'1% della costa quando ci si trova a 1 Km dalla costa (ma soffierà più lontano durante il periodo dei tifoni).
La nocività della nebbia salina:UN. danneggiare il rivestimento delle parti strutturali metalliche; B. L'accelerazione della velocità della corrosione elettrochimica porta alla frattura dei fili metallici e al guasto dei componenti.
Fonti simili di corrosione:UN. Il sudore delle mani contiene sale, urea, acido lattico e altre sostanze chimiche che hanno lo stesso effetto corrosivo sulle apparecchiature elettroniche della nebbia salina. Pertanto è necessario indossare i guanti durante il montaggio o l'utilizzo e non toccare il rivestimento a mani nude; B. Nel flusso sono presenti alogeni e acidi, che devono essere puliti e la loro concentrazione residua controllata.
Pertanto, la prevenzione della nebbia salina è una parte importante della protezione dei prodotti.
Muffa
La muffa, il nome comune dei funghi filamentosi, significa "funghi ammuffiti", tende a formare un micelio rigoglioso, ma non produce grandi corpi fruttiferi come i funghi. In luoghi umidi e caldi, su molti oggetti crescono ad occhio nudo alcune colonie pelose, flocculanti o a forma di ragnatela, cioè muffe.
FICO. 5: Fenomeno della muffa sui PCB
Danno della muffa: UN. la fagocitosi e la propagazione delle muffe fanno sì che l'isolamento dei materiali organici diminuisca, si danneggi e si guasti; B. I metaboliti della muffa sono acidi organici, che influenzano l'isolamento e la resistenza elettrica e producono arco elettrico.
Pertanto, l'antimuffa è una parte importante dei prodotti protettivi.
Considerando gli aspetti sopra indicati, l'affidabilità del prodotto deve essere maggiormente garantita, esso deve essere isolato il più possibile dall'ambiente esterno, per questo viene introdotto il processo di shape-coating.
Rivestimento PCB dopo il processo di rivestimento, sotto l'effetto di ripresa della lampada viola, il rivestimento originale può essere così bello!
Tre rivestimenti antiverniciaturasi riferisce al rivestimento di un sottile strato isolante protettivo sulla superficie del PCB. Attualmente è il metodo di rivestimento post-saldatura più comunemente utilizzato, a volte chiamato rivestimento superficiale e rivestimento conforme (nome inglese: rivestimento, rivestimento conforme). Isola i componenti elettronici sensibili dall'ambiente difficile, può migliorare notevolmente la sicurezza e l'affidabilità dei prodotti elettronici e prolungare la durata dei prodotti. Tre rivestimenti antiverniciatura possono proteggere circuiti/componenti da fattori ambientali quali umidità, inquinanti, corrosione, stress, urti, vibrazioni meccaniche e ciclo termico, migliorando al contempo la resistenza meccanica e le caratteristiche di isolamento del prodotto.
Dopo il processo di rivestimento del PCB, forma una pellicola protettiva trasparente sulla superficie, può prevenire efficacemente l'intrusione di acqua e umidità, evitare perdite e cortocircuiti.
2. Punti principali del processo di rivestimento
Secondo i requisiti IPC-A-610E (standard di test degli assemblaggi elettronici), ciò si riflette principalmente nei seguenti aspetti:
Regione
1. Aree che non possono essere rivestite:
Aree che richiedono collegamenti elettrici, come cuscinetti dorati, dita dorate, fori passanti metallici, fori di prova;
Batterie e fissatori di batterie;
Connettore;
Fusibile e involucro;
Dispositivo di dissipazione del calore;
Ponticello;
La lente di un dispositivo ottico;
Potenziometro;
Sensore;
Nessun interruttore sigillato;
Altre aree in cui il rivestimento può influire sulle prestazioni o sul funzionamento.
2. Aree che devono essere rivestite: tutti i giunti di saldatura, i perni, i componenti e i conduttori.
3. Aree facoltative
Spessore
Lo spessore viene misurato su una superficie piana, senza ostacoli e polimerizzata del componente del circuito stampato o su una piastra attaccata che subisce il processo con il componente. I pannelli attaccati possono essere dello stesso materiale dei pannelli stampati o di altri materiali non porosi, come metallo o vetro. La misurazione dello spessore del film umido può essere utilizzata anche come metodo opzionale per la misurazione dello spessore del rivestimento, purché esista una relazione di conversione documentata tra lo spessore del film umido e quello secco.
Tabella 1: Intervallo di spessore standard per ciascun tipo di materiale di rivestimento
Metodo di prova dello spessore:
1. Strumento di misurazione dello spessore del film secco: un micrometro (IPC-CC-830B); b Misuratore di spessore del film secco (base in ferro)
Figura 9. Apparato micrometrico per pellicola secca
2. Misurazione dello spessore del film bagnato: lo spessore del film bagnato può essere ottenuto mediante uno strumento di misurazione dello spessore del film bagnato e quindi calcolato in base alla percentuale di contenuto solido di colla
Spessore del film secco
Nella FIG. 10, lo spessore del film umido è stato ottenuto mediante il misuratore dello spessore del film bagnato, quindi è stato calcolato lo spessore del film secco
Risoluzione dei bordi
Definizione: In circostanze normali, il getto della valvola fuori dal bordo della linea non sarà molto dritto, ci sarà sempre una certa bava. Definiamo la larghezza della bava come risoluzione del bordo. Come mostrato di seguito, la dimensione di d è il valore della risoluzione del bordo.
Nota: la risoluzione del bordo è sicuramente più piccola è, meglio è, ma le diverse esigenze del cliente non sono le stesse, quindi la risoluzione specifica del bordo rivestito purché soddisfi le esigenze del cliente.
Figura 11: Confronto della risoluzione dei bordi
Uniformità
La colla dovrebbe avere uno spessore uniforme e una pellicola liscia e trasparente ricoperta nel prodotto, l'accento è posto sull'uniformità della colla ricoperta nel prodotto sopra l'area, quindi deve avere lo stesso spessore, non ci sono problemi di processo: crepe, stratificazione, linee arancioni, inquinamento, fenomeno capillare, bolle.
Figura 12: Effetto di rivestimento della macchina di rivestimento automatica assiale serie AC, l'uniformità è molto coerente
3. La realizzazione del processo di rivestimento
Processo di rivestimento
1 Preparare
Preparare prodotti, colla e altri articoli necessari;
Determinare la posizione della protezione locale;
Determinare i dettagli chiave del processo
2: Lavare
Dovrebbe essere pulito nel più breve tempo possibile dopo la saldatura, per evitare che lo sporco di saldatura sia difficile da pulire;
Determinare se l'inquinante principale è polare o non polare, per scegliere il detergente appropriato;
Se si utilizza un detergente alcolico, è necessario prestare attenzione alle questioni di sicurezza: devono esserci buone regole di ventilazione e raffreddamento e processo di asciugatura dopo il lavaggio, per evitare la volatilizzazione residua del solvente causata dall'esplosione nel forno;
Pulizia dell'acqua, con liquido detergente alcalino (emulsione) per lavare il flusso, quindi risciacquare con acqua pura per pulire il liquido detergente, per soddisfare gli standard di pulizia;
3. Protezione tramite mascheramento (se non viene utilizzata alcuna attrezzatura per il rivestimento selettivo), ovvero maschera;
Se si sceglie una pellicola non adesiva, il nastro di carta non verrà trasferito;
Per la protezione del circuito integrato è necessario utilizzare nastro di carta antistatico;
Secondo i requisiti dei disegni per alcuni dispositivi per schermare la protezione;
4. Deumidificare
Dopo la pulizia, il PCBA (componente) schermato deve essere pre-asciugato e deumidificato prima del rivestimento;
Determinare la temperatura/tempo di pre-essiccazione in base alla temperatura consentita dal PCBA (componente);
È possibile consentire al PCBA (componente) di determinare la temperatura/il tempo della tabella di pre-essiccazione
5 Cappotto
Il processo di rivestimento della forma dipende dai requisiti di protezione PCBA, dalle apparecchiature di processo esistenti e dalla riserva tecnica esistente, che di solito viene ottenuta nei seguenti modi:
UN. Spazzolare a mano
Figura 13: Metodo di spazzolatura manuale
Il rivestimento a spazzola è il processo più ampiamente applicabile, adatto per la produzione di piccoli lotti, struttura PCBA complessa e densa, necessità di proteggere i requisiti di protezione di prodotti aggressivi. Perché il rivestimento della spazzola può essere controllato liberamente, in modo che le parti che non possono essere verniciate non vengano inquinate;
Il rivestimento a pennello consuma meno materiale, adatto al prezzo più alto della vernice bicomponente;
Il processo di verniciatura richiede requisiti elevati per l'operatore. Prima della costruzione, i disegni e i requisiti di rivestimento dovrebbero essere attentamente digeriti, i nomi dei componenti PCBA dovrebbero essere riconosciuti e le parti che non possono essere rivestite dovrebbero essere contrassegnate con segni accattivanti;
Agli operatori non è consentito in nessun momento toccare con le mani il plug-in stampato per evitare contaminazioni;
B. Immergere a mano
Figura 14: Metodo di rivestimento per immersione manuale
Il processo di rivestimento per immersione fornisce i migliori risultati di rivestimento. È possibile applicare un rivestimento uniforme e continuo a qualsiasi parte del PCBA. Il processo di rivestimento per immersione non è adatto per PCbas con condensatori regolabili, nuclei magnetici di regolazione fine, potenziometri, nuclei magnetici a forma di tazza e alcune parti con scarsa tenuta.
Parametri chiave del processo di rivestimento per immersione:
Regolare la viscosità appropriata;
Controllare la velocità con cui viene sollevato il PCBA per evitare la formazione di bolle. Di solito non più di 1 metro al secondo;
C. Spruzzatura
La spruzzatura è il metodo di processo più utilizzato e di facile accettazione, suddiviso nelle seguenti due categorie:
① Spruzzatura manuale
Figura 15: metodo di spruzzatura manuale
Adatto per il pezzo in lavorazione è più complesso, difficile fare affidamento sulla situazione di produzione di massa di apparecchiature di automazione, adatto anche per la varietà della linea di prodotti ma meno situazione, può essere spruzzato in una posizione più speciale.
Nota per la spruzzatura manuale: la nebbia di vernice inquinerà alcuni dispositivi, come il connettore PCB, la presa IC, alcuni contatti sensibili e alcune parti messe a terra; queste parti devono prestare attenzione all'affidabilità della protezione del rifugio. Un altro punto è che l'operatore non deve mai toccare con la mano la spina stampata per evitare la contaminazione della superficie di contatto della spina.
② Spruzzatura automatica
Di solito si riferisce alla spruzzatura automatica con apparecchiature di rivestimento selettivo. Adatto per produzione di massa, buona consistenza, alta precisione, poco inquinamento ambientale. Con il miglioramento dell'industria, l'aumento del costo della manodopera e i severi requisiti di protezione ambientale, le apparecchiature di spruzzatura automatica stanno gradualmente sostituendo altri metodi di rivestimento.
Con le crescenti esigenze di automazione dell’industria 4.0, l’attenzione del settore si è spostata dalla fornitura di apparecchiature di rivestimento adeguate alla risoluzione del problema dell’intero processo di rivestimento. Macchina per rivestimento selettivo automatico: rivestimento accurato e nessuno spreco di materiale, adatto per grandi quantità di rivestimento, più adatto per grandi quantità di tre rivestimenti antivernice.
Confronto dimacchina di rivestimento automaticaEprocesso di rivestimento tradizionale
Rivestimento tradizionale in vernice a tre prove PCBA:
1) Rivestimento della spazzola: sono presenti bolle, onde, depilazione della spazzola;
2) Scrittura: troppo lenta, la precisione non può essere controllata;
3) Immergere l'intero pezzo: vernice troppo dispendiosa, velocità lenta;
4) Spruzzo con pistola a spruzzo: per proteggere l'attrezzatura, deriva eccessiva
Rivestimento della macchina di rivestimento:
1) La quantità di verniciatura a spruzzo, la posizione e l'area della verniciatura a spruzzo sono impostate con precisione e non è necessario aggiungere persone per pulire la tavola dopo la verniciatura a spruzzo.
2) Alcuni componenti plug-in con ampia distanza dal bordo della piastra possono essere verniciati direttamente senza installare l'apparecchio, risparmiando il personale addetto all'installazione della piastra.
3) Nessuna volatilizzazione del gas, per garantire un ambiente operativo pulito.
4) Tutto il substrato non necessita dell'uso di dispositivi per coprire la pellicola di carbonio, eliminando la possibilità di collisione.
5) Tre spessori uniformi del rivestimento anti-vernice, migliorano notevolmente l'efficienza produttiva e la qualità del prodotto, ma evitano anche gli sprechi di vernice.
La macchina automatica per rivestimento antivernice PCBA a tre, è appositamente progettata per la spruzzatura di tre apparecchiature di spruzzatura intelligenti antivernice. Poiché il materiale da spruzzare e il liquido di spruzzatura applicato sono diversi, anche la macchina di rivestimento nella costruzione della selezione dei componenti dell'apparecchiatura è diversa, tre macchine di rivestimento antivernice adottano l'ultimo programma di controllo computerizzato, possono realizzare il collegamento a tre assi, allo stesso tempo dotato di un sistema di posizionamento e tracciamento della telecamera, può controllare accuratamente l'area di spruzzatura.
Tre macchine per rivestimento anti-vernice, note anche come tre macchine per colla anti-vernice, tre macchine per colla a spruzzo anti-vernice, tre macchine per spruzzo di olio anti-vernice, tre macchine a spruzzo anti-vernice, sono appositamente per il controllo dei fluidi, sulla superficie del PCB ricoperto con uno strato di tre anti-vernice, come metodo di impregnazione, spruzzatura o rivestimento a rotazione sulla superficie del PCB ricoperta con uno strato di fotoresist.
Come risolvere la nuova era della domanda di tre rivestimenti antivernici, è diventato un problema urgente da risolvere nel settore. L'apparecchiatura di rivestimento automatico rappresentata dalla macchina di rivestimento selettivo di precisione offre un nuovo modo di operare,rivestimento accurato e nessuno spreco di materiali, il più adatto per un gran numero di tre rivestimenti antivernice.
Orario di pubblicazione: 08-lug-2023
