Análisis detallado del parche SMT y THT con orificio pasante PCBA, tres procesos de recubrimiento antipintura y tecnologías clave.
A medida que el tamaño de los componentes de PCBA se hace cada vez más pequeño, la densidad aumenta cada vez más;La altura de soporte entre dispositivos y dispositivos (el espacio entre la PCB y la distancia al suelo) también es cada vez menor, y la influencia de los factores ambientales en la PCBA también está aumentando.Por lo tanto, presentamos requisitos más altos sobre la confiabilidad de PCBA de productos electrónicos.
1.Factores ambientales y su impacto.
Los factores ambientales comunes, como la humedad, el polvo, la niebla salina, el moho, etc., pueden causar diversos problemas de falla de PCBA.
Humedad
Casi todos los componentes electrónicos de PCB en el entorno externo corren riesgo de corrosión, entre los cuales el agua es el medio más importante de corrosión.Las moléculas de agua son lo suficientemente pequeñas como para penetrar el espacio molecular de la malla de algunos materiales poliméricos y entrar al interior o alcanzar el metal subyacente a través del orificio del recubrimiento para causar corrosión.Cuando la atmósfera alcanza cierta humedad, puede causar migración electroquímica de PCB, corriente de fuga y distorsión de la señal en el circuito de alta frecuencia.
Vapor/humedad + contaminantes iónicos (sales, agentes fundentes activos) = electrolitos conductores + tensión de tensión = migración electroquímica
Cuando la humedad relativa en la atmósfera alcance el 80%, habrá una película de agua con un espesor de 5 a 20 moléculas y todo tipo de moléculas podrán moverse libremente.Cuando hay carbono presente, pueden ocurrir reacciones electroquímicas.
Cuando la humedad relativa alcanza el 60 %, la capa superficial del equipo formará una película de agua de 2 a 4 moléculas de agua de espesor; cuando se disuelvan contaminantes, se producirán reacciones químicas;
Cuando la humedad relativa es < 20% en la atmósfera, casi todos los fenómenos de corrosión se detienen.
Por lo tanto, la resistencia a la humedad es una parte importante de la protección del producto.
En el caso de los dispositivos electrónicos, la humedad se presenta en tres formas: lluvia, condensación y vapor de agua.El agua es un electrolito que disuelve grandes cantidades de iones corrosivos que corroen los metales.Cuando la temperatura de una determinada parte del equipo está por debajo del "punto de rocío" (temperatura), se producirá condensación en la superficie: partes estructurales o PCBA.
Polvo
Hay polvo en la atmósfera, los iones contaminantes adsorbidos en polvo se depositan en el interior de los equipos electrónicos y provocan fallos.Este es un problema común con fallas electrónicas en el campo.
El polvo se divide en dos tipos.: el polvo grueso tiene un diámetro de 2,5 ~ 15 micrones de partículas irregulares, generalmente no causará fallas, arcos ni otros problemas, pero afectará el contacto del conector;El polvo fino son partículas irregulares con un diámetro inferior a 2,5 micras.El polvo fino tiene cierta adherencia sobre PCBA (chapa), que sólo puede eliminarse con un cepillo antiestático.
Peligros del polvo: a.Debido al polvo que se deposita en la superficie de PCBA, se genera corrosión electroquímica y aumenta la tasa de fallas;b.El polvo + calor húmedo + niebla salina causaron el mayor daño a PCBA, y la falla del equipo electrónico fue mayor en la industria química y el área minera cerca de la costa, el desierto (tierra salino-álcali) y el sur del río Huaihe durante el moho y temporada de lluvias.
Por tanto, la protección contra el polvo es una parte importante del producto.
spray de sal
La formación de niebla salina:La niebla salina es causada por factores naturales como las olas del océano, las mareas, la presión de la circulación atmosférica (monzón), la luz solar, etc.Se desplazará hacia el interior con el viento y su concentración disminuirá con la distancia a la costa.Por lo general, la concentración de niebla salina es del 1% de la costa cuando está a 1 km de la costa (pero soplará más lejos en el período de tifón).
La nocividad del spray salino:a.dañar el revestimiento de piezas estructurales metálicas;b.La aceleración de la velocidad de corrosión electroquímica provoca la fractura de los alambres metálicos y la falla de los componentes.
Fuentes similares de corrosión:a.El sudor de las manos contiene sal, urea, ácido láctico y otras sustancias químicas que tienen el mismo efecto corrosivo en los equipos electrónicos que el rocío de sal.Por lo tanto, se deben usar guantes durante el montaje o uso y no se debe tocar el revestimiento con las manos desnudas;b.El fundente contiene halógenos y ácidos que deben limpiarse y controlarse su concentración residual.
Por lo tanto, la prevención de la niebla salina es una parte importante de la protección de los productos.
Moho
El mildiú, el nombre común de los hongos filamentosos, significa "hongos mohosos", tiende a formar micelio exuberante, pero no produce grandes cuerpos fructíferos como los hongos.En lugares húmedos y cálidos, en muchos objetos crecen a simple vista algunas colonias borrosas, floculantes o en forma de telaraña, es decir, moho.
HIGO.5: fenómeno del moho de PCB
Daño del moho: a.la fagocitosis y propagación del moho hacen que el aislamiento de los materiales orgánicos disminuya, se dañe y falle;b.Los metabolitos del moho son ácidos orgánicos que afectan el aislamiento y la resistencia eléctrica y producen un arco eléctrico.
Por tanto, el antimoho es una parte importante de los productos de protección.
Teniendo en cuenta los aspectos anteriores, se debe garantizar mejor la confiabilidad del producto, debe aislarse del entorno externo lo más bajo posible, por lo que se introduce el proceso de recubrimiento de forma.
Recubrimiento de PCB después del proceso de recubrimiento, bajo el efecto de disparo de la lámpara púrpura, ¡el recubrimiento original puede ser tan hermoso!
Tres revestimientos antipintura.se refiere al recubrimiento de una fina capa aislante protectora sobre la superficie de la PCB.Es el método de recubrimiento posterior a la soldadura más utilizado en la actualidad, a veces llamado recubrimiento de superficie y recubrimiento conformado (nombre en inglés: recubrimiento, recubrimiento conformado).Aislará los componentes electrónicos sensibles del entorno hostil, puede mejorar en gran medida la seguridad y confiabilidad de los productos electrónicos y extender la vida útil de los productos.Tres recubrimientos antipintura pueden proteger el circuito/los componentes de factores ambientales como la humedad, los contaminantes, la corrosión, el estrés, los golpes, la vibración mecánica y el ciclo térmico, al tiempo que mejoran la resistencia mecánica y las características de aislamiento del producto.
Después del proceso de recubrimiento de PCB, forme una película protectora transparente en la superficie, puede prevenir eficazmente la intrusión de agua y humedad, evitar fugas y cortocircuitos.
2. Puntos principales del proceso de recubrimiento
Según los requisitos de IPC-A-610E (Estándar de prueba de ensamblaje electrónico), se refleja principalmente en los siguientes aspectos:
Región
1. Áreas que no se pueden recubrir:
Áreas que requieren conexiones eléctricas, como almohadillas doradas, dedos dorados, orificios pasantes de metal, orificios de prueba;
Baterías y fijadores de baterías;
Conector;
Fusible y carcasa;
Dispositivo de disipación de calor;
Cable pasa corriente;
La lente de un dispositivo óptico;
Potenciómetro;
Sensor;
Sin interruptor sellado;
Otras áreas donde el recubrimiento puede afectar el rendimiento o la operación.
2. Áreas que deben recubrirse: todas las uniones de soldadura, pines, componentes y conductores.
3. Áreas opcionales
Espesor
El espesor se mide en una superficie curada, plana y sin obstáculos del componente del circuito impreso o en una placa adjunta que se somete al proceso con el componente.Los tableros adjuntos pueden ser del mismo material que los tableros impresos u otros materiales no porosos, como metal o vidrio.La medición del espesor de la película húmeda también se puede utilizar como método opcional para medir el espesor del recubrimiento, siempre que exista una relación de conversión documentada entre el espesor de la película húmeda y seca.
Tabla 1: Estándar de rango de espesor para cada tipo de material de recubrimiento
Método de prueba de espesor:
1. Herramienta para medir el espesor de la película seca: un micrómetro (IPC-CC-830B);b Probador de espesor de película seca (base de hierro)
Figura 9. Aparato micrométrico de película seca.
2. Medición del espesor de la película húmeda: el espesor de la película húmeda se puede obtener mediante un instrumento de medición del espesor de la película húmeda y luego calcularse según la proporción del contenido sólido del pegamento.
Espesor de la película seca
En la Fig.10, el espesor de la película húmeda se obtuvo mediante el probador de espesor de la película húmeda y luego se calculó el espesor de la película seca.
Resolución de borde
Definición: En circunstancias normales, la pulverización de la válvula de pulverización fuera del borde de la línea no será muy recta y siempre habrá cierta rebaba.Definimos el ancho de la rebaba como la resolución del borde.Como se muestra a continuación, el tamaño de d es el valor de la resolución del borde.
Nota: La resolución del borde es definitivamente cuanto más pequeña mejor, pero los diferentes requisitos del cliente no son los mismos, por lo que la resolución específica del borde recubierto siempre que cumpla con los requisitos del cliente.
Figura 11: Comparación de resolución de borde
Uniformidad
El pegamento debe tener un espesor uniforme y una película suave y transparente cubierta en el producto, el énfasis está en la uniformidad del pegamento cubierto en el producto en el área superior, luego, debe tener el mismo espesor, no hay problemas en el proceso: grietas, estratificación, líneas naranjas, contaminación, fenómeno capilar, burbujas.
Figura 12: Efecto de recubrimiento de la máquina de recubrimiento automática serie AC axial, la uniformidad es muy consistente
3. La realización del proceso de recubrimiento.
Proceso de recubrimiento
1 preparar
Preparar productos, pegamento y otros elementos necesarios;
Determinar la ubicación de la protección local;
Determinar los detalles clave del proceso
2: lavar
Debe limpiarse lo antes posible después de soldar, para evitar que la suciedad de la soldadura sea difícil de limpiar;
Determinar si el principal contaminante es polar o no polar para elegir el agente de limpieza adecuado;
Si se utiliza un agente de limpieza con alcohol, se debe prestar atención a cuestiones de seguridad: debe haber una buena ventilación y reglas de proceso de enfriamiento y secado después del lavado, para evitar la volatilización del solvente residual causada por la explosión en el horno;
Limpieza con agua, con líquido de limpieza alcalino (emulsión) para lavar el fundente y luego enjuagar con agua pura para limpiar el líquido de limpieza, para cumplir con los estándares de limpieza;
3. Protección de enmascaramiento (si no se utiliza equipo de recubrimiento selectivo), es decir, mascarilla;
Si elige una película no adhesiva, no transferirá la cinta de papel;
Se debe utilizar cinta de papel antiestática para la protección de circuitos integrados;
Según los requisitos de los dibujos para algunos dispositivos para proteger la protección;
4. Deshumidificar
Después de la limpieza, el PCBA (componente) blindado debe secarse previamente y deshumidificarse antes del recubrimiento;
Determinar la temperatura/tiempo de presecado según la temperatura permitida por PCBA (componente);
Se puede permitir que PCBA (componente) determine la temperatura/tiempo de la mesa de presecado
5 abrigo
El proceso de recubrimiento de formas depende de los requisitos de protección de PCBA, del equipo de proceso existente y de la reserva técnica existente, que generalmente se logra de las siguientes maneras:
a.Cepillar a mano
Figura 13: Método de cepillado manual
El recubrimiento con brocha es el proceso más aplicable, adecuado para la producción de lotes pequeños, la estructura de PCBA es compleja y densa y necesita proteger los requisitos de protección de productos agresivos.Debido a que el recubrimiento del cepillo se puede controlar libremente, de modo que las partes que no se pueden pintar no se contaminen;
El recubrimiento con brocha consume la menor cantidad de material, lo que es adecuado para el precio más elevado de la pintura de dos componentes;
El proceso de pintura tiene altos requisitos para el operador.Antes de la construcción, se deben analizar cuidadosamente los dibujos y los requisitos de recubrimiento, se deben reconocer los nombres de los componentes de PCBA y las piezas que no se pueden recubrir se deben marcar con marcas llamativas;
Los operadores no pueden tocar el complemento impreso con las manos en ningún momento para evitar la contaminación;
b.Sumergir a mano
Figura 14: Método de recubrimiento por inmersión manual
El proceso de recubrimiento por inmersión proporciona los mejores resultados de recubrimiento.Se puede aplicar un recubrimiento uniforme y continuo a cualquier parte de la PCBA.El proceso de recubrimiento por inmersión no es adecuado para PCbas con condensadores ajustables, núcleos magnéticos de ajuste fino, potenciómetros, núcleos magnéticos en forma de copa y algunas piezas con sellado deficiente.
Parámetros clave del proceso de recubrimiento por inmersión:
Ajustar la viscosidad adecuada;
Controle la velocidad a la que se levanta la PCBA para evitar que se formen burbujas.Generalmente no más de 1 metro por segundo;
C.Pulverización
La pulverización es el método de proceso más utilizado y fácil de aceptar y se divide en las dos categorías siguientes:
① Pulverización manual
Figura 15: Método de pulverización manual
Adecuado para la pieza de trabajo es más complejo, difícil de confiar en la situación de producción en masa del equipo de automatización, también adecuado para la variedad de líneas de productos pero menos situación, se puede rociar en una posición más especial.
Nota sobre la pulverización manual: la niebla de pintura contaminará algunos dispositivos, como el conector de PCB, el zócalo IC, algunos contactos sensibles y algunas piezas de conexión a tierra; estas piezas deben prestar atención a la confiabilidad de la protección del refugio.Otro punto es que el operador no debe tocar el enchufe impreso con la mano en ningún momento para evitar la contaminación de la superficie de contacto del enchufe.
② Pulverización automática
Suele referirse a la pulverización automática con equipo de recubrimiento selectivo.Adecuado para producción en masa, buena consistencia, alta precisión, poca contaminación ambiental.Con la modernización de la industria, el aumento del costo de la mano de obra y los estrictos requisitos de protección ambiental, los equipos de pulverización automática están reemplazando gradualmente otros métodos de recubrimiento.
Con los crecientes requisitos de automatización de la industria 4.0, el enfoque de la industria ha pasado de proporcionar equipos de recubrimiento adecuados a resolver el problema de todo el proceso de recubrimiento.Máquina automática de recubrimiento selectivo: recubrimiento preciso y sin desperdicio de material, adecuada para grandes cantidades de recubrimiento, más adecuada para grandes cantidades de tres recubrimientos antipintura.
Comparación demáquina de recubrimiento automáticayproceso de recubrimiento tradicional
Recubrimiento de pintura tradicional PCBA de tres pruebas:
1) Recubrimiento con cepillo: hay burbujas, ondas, depilación con cepillo;
2) Escritura: demasiado lenta, no se puede controlar la precisión;
3) Remojar toda la pieza: demasiado desperdicio de pintura, velocidad lenta;
4) Pulverización con pistola: a la protección del accesorio, deriva demasiado
Recubrimiento de la máquina de recubrimiento:
1) La cantidad de pintura en aerosol, la posición de la pintura en aerosol y el área se establecen con precisión, y no es necesario agregar personas para limpiar el tablero después de pintar en aerosol.
2) Algunos componentes enchufables con una gran separación desde el borde de la placa se pueden pintar directamente sin instalar el dispositivo, lo que ahorra personal de instalación de la placa.
3) Sin volatilización de gas, para garantizar un entorno operativo limpio.
4) Todo el sustrato no necesita utilizar accesorios para cubrir la película de carbono, eliminando la posibilidad de colisión.
5) Tres espesores de recubrimiento antipintura uniformes, mejoran en gran medida la eficiencia de producción y la calidad del producto, pero también evitan el desperdicio de pintura.
La máquina automática de recubrimiento de tres antipinturas PCBA está especialmente diseñada para pulverizar tres equipos de pulverización inteligentes antipintura.Debido a que el material a rociar y el líquido de rociado aplicado son diferentes, la máquina de recubrimiento en la construcción de la selección de componentes del equipo también es diferente, tres máquinas de recubrimiento antipintura adoptan el último programa de control por computadora y pueden realizar el enlace de tres ejes. al mismo tiempo, equipado con un sistema de seguimiento y posicionamiento de cámara, puede controlar con precisión el área de pulverización.
Tres máquinas de recubrimiento antipintura, también conocidas como tres máquinas de pegamento antipintura, tres máquinas de pegamento en aerosol antipintura, tres máquinas de pulverización de aceite antipintura, tres máquinas de pulverización antipintura, son especialmente para el control de fluidos en la superficie de PCB cubierto con una capa de tres antipinturas, como el método de impregnación, pulverización o recubrimiento por rotación sobre la superficie de la PCB cubierta con una capa de fotorresistente.
Cómo resolver la nueva era de la demanda de tres recubrimientos antipintura se ha convertido en un problema urgente a resolver en la industria.El equipo de recubrimiento automático representado por una máquina de recubrimiento selectivo de precisión ofrece una nueva forma de operación.Revestimiento preciso y sin desperdicio de materiales, el más adecuado para una gran cantidad de tres revestimientos antipintura.