Concepto de no limpieza
⑴¿Qué es la falta de limpieza? [3]
Sin limpieza se refiere al uso de fundente no corrosivo con bajo contenido de sólidos en la producción de ensamblajes electrónicos, soldadura en un ambiente de gas inerte y el residuo en la placa de circuito después de la soldadura es extremadamente pequeño, no corrosivo y tiene un efecto extremadamente Alta resistencia de aislamiento superficial (SIR). En circunstancias normales, no se requiere limpieza para cumplir con el estándar de limpieza de iones (el nivel de contaminación de iones del estándar militar de EE. UU. MIL-P-228809 se divide en: Nivel 1 ≤ 1,5 ugNaCl/cm2 sin contaminación; Nivel 2 ≤ 1,5~5,0 ugNACl/cm2 alta calidad; el nivel 3 ≤ 5,0 ~ 10,0 ugNaCl/cm2 cumple con los requisitos; el nivel 4 > 10,0 ugNaCl/cm2 no está limpio) y puede ingresar directamente al siguiente proceso. Cabe señalar que "sin limpieza" y "sin limpieza" son dos conceptos absolutamente diferentes. La llamada "sin limpieza" se refiere al uso de fundente de colofonia tradicional (RMA) o fundente de ácido orgánico en la producción de ensamblajes electrónicos. Aunque quedan ciertos residuos en la superficie del tablero después de la soldadura, los requisitos de calidad de ciertos productos se pueden cumplir sin necesidad de limpieza. Por ejemplo, los productos electrónicos domésticos, los equipos audiovisuales profesionales, los equipos de oficina de bajo costo y otros productos generalmente "no se limpian" durante la producción, pero definitivamente no están "libres de limpieza".
⑵ Ventajas de no limpiar
① Mejorar los beneficios económicos: Después de lograr la no limpieza, el beneficio más directo es que no hay necesidad de realizar trabajos de limpieza, por lo que se puede ahorrar una gran cantidad de mano de obra de limpieza, equipos, sitio, materiales (agua, solvente) y consumo de energía. Al mismo tiempo, debido al acortamiento del flujo del proceso, se ahorran horas de trabajo y se mejora la eficiencia de la producción.
② Mejorar la calidad del producto: debido a la implementación de tecnología sin limpieza, es necesario controlar estrictamente la calidad de los materiales, como el comportamiento a la corrosión del fundente (no se permiten haluros), la soldabilidad de componentes y placas de circuito impreso, etc. ; en el proceso de ensamblaje, es necesario adoptar algunos medios de proceso avanzados, como pulverización de fundente, soldadura bajo protección de gas inerte, etc. La implementación del proceso sin limpieza puede evitar el daño causado por la tensión de limpieza a los componentes de soldadura, por lo que no- clean es extremadamente beneficioso para mejorar la calidad del producto.
③ Beneficioso para la protección del medio ambiente: después de adoptar la tecnología sin limpieza, se puede detener el uso de sustancias SAO y reducir considerablemente el uso de compuestos orgánicos volátiles (COV), lo que tiene un efecto positivo en la protección de la capa de ozono.
Requisitos de materiales
⑴ Flujo sin limpieza
Para que la superficie de la placa PCB después de la soldadura alcance el nivel de calidad especificado sin necesidad de limpieza, la selección del fundente es clave. Por lo general, se imponen los siguientes requisitos al fundente sin limpieza:
① Bajo contenido de sólidos: menos del 2%
Los fundentes tradicionales tienen un alto contenido de sólidos (20-40%), un contenido medio de sólidos (10-15%) y un bajo contenido de sólidos (5-10%). Después de soldar con estos fundentes, la superficie de la placa PCB tiene más o menos residuos, mientras que se requiere que el contenido sólido del fundente sin limpieza sea inferior al 2% y no puede contener colofonia, por lo que básicamente no hay residuos en la placa. superficie después de soldar.
② No corrosivo: libre de halógenos, resistencia de aislamiento de superficie>1,0×1011Ω
El fundente para soldadura tradicional tiene un alto contenido de sólidos, que puede "envolver" algunas sustancias nocivas después de la soldadura, aislarlas del contacto con el aire y formar una capa protectora aislante. Sin embargo, debido al contenido extremadamente bajo de sólidos, el fundente de soldadura no clean no puede formar una capa protectora aislante. Si una pequeña cantidad de componentes dañinos permanece en la superficie de la placa, provocará graves consecuencias adversas, como corrosión y fugas. Por lo tanto, no se permite que el fundente de soldadura sin limpieza contenga componentes halógenos.
Generalmente se utilizan los siguientes métodos para probar la corrosividad del fundente de soldadura:
a. Prueba de corrosión del espejo de cobre: pruebe la corrosividad a corto plazo del fundente de soldadura (pasta de soldadura)
b. Prueba de papel de prueba de cromato de plata: prueba el contenido de haluros en el fundente de soldadura
do. Prueba de resistencia del aislamiento de la superficie: pruebe la resistencia del aislamiento de la superficie de la PCB después de soldar para determinar la confiabilidad del rendimiento eléctrico a largo plazo del fundente de soldadura (pasta de soldadura).
d. Prueba de corrosión: pruebe la corrosividad del residuo en la superficie de la PCB después de soldar
mi. Pruebe el grado de reducción en el espacio entre conductores en la superficie de la PCB después de soldar
③ Soldabilidad: tasa de expansión ≥ 80%
La soldabilidad y la corrosividad son un par de indicadores contradictorios. Para que el fundente tenga cierta capacidad de eliminar óxidos y mantenga un cierto grado de actividad durante todo el proceso de precalentamiento y soldadura, debe contener algo de ácido. El más comúnmente utilizado en el fundente sin limpieza es la serie de ácido acético no soluble en agua, y la fórmula también puede incluir aminas, amoníaco y resinas sintéticas. Diferentes fórmulas afectarán su actividad y confiabilidad. Diferentes empresas tienen diferentes requisitos e indicadores de control interno, pero deben cumplir con los requisitos de alta calidad de soldadura y uso no corrosivo.
La actividad del fundente normalmente se mide por el valor del pH. El valor de pH del fundente no clean debe controlarse dentro de las condiciones técnicas especificadas por el producto (el valor de pH de cada fabricante es ligeramente diferente).
④Cumple con los requisitos de protección ambiental: no tóxico, sin olor irritante fuerte, básicamente sin contaminación para el medio ambiente y operación segura.
⑵ Placas de circuito impreso y componentes que no se limpian
En la implementación del proceso de soldadura sin limpieza, la soldabilidad y la limpieza de la placa de circuito y los componentes son los aspectos clave que deben controlarse. Para garantizar la soldabilidad, el fabricante deberá almacenarlo en un ambiente seco y a temperatura constante y controlar estrictamente su uso dentro del tiempo efectivo de almacenamiento, siempre que el proveedor esté obligado a garantizar la soldabilidad. Para garantizar la limpieza, el medio ambiente y las especificaciones operativas deben controlarse estrictamente durante el proceso de producción para evitar la contaminación humana, como marcas de manos, marcas de sudor, grasa, polvo, etc.
Proceso de soldadura sin limpieza
Después de adoptar el fundente sin limpieza, aunque el proceso de soldadura permanece sin cambios, el método de implementación y los parámetros del proceso relacionados deben adaptarse a los requisitos específicos de la tecnología sin limpieza. Los contenidos principales son los siguientes:
⑴ Recubrimiento fundente
Para obtener un buen efecto sin limpieza, el proceso de recubrimiento con fundente debe controlar estrictamente dos parámetros, a saber, el contenido sólido del fundente y la cantidad de recubrimiento.
Por lo general, hay tres formas de aplicar el fundente: método de espuma, método de cresta de onda y método de pulverización. En el proceso sin limpieza, el método de formación de espuma y el método de cresta de ola no son adecuados por muchas razones. Primero, el fundente del método de espuma y del método de cresta de onda se coloca en un recipiente abierto. Dado que el contenido de disolvente del fundente no-clean es muy alto, se volatiliza especialmente fácilmente, lo que conduce a un aumento del contenido de sólidos. Por lo tanto, es difícil controlar la composición del fundente para que permanezca sin cambios mediante el método de gravedad específica durante el proceso de producción, y la gran cantidad de volatilización del solvente también causa contaminación y desperdicio; en segundo lugar, dado que el contenido sólido del fundente sin limpieza es extremadamente bajo, no favorece la formación de espuma; en tercer lugar, la cantidad de fundente aplicada no se puede controlar durante el revestimiento, el revestimiento es desigual y, a menudo, queda demasiado fundente en el borde del tablero. Por lo tanto, estos dos métodos no pueden lograr el efecto ideal sin limpieza.
El método de pulverización es el último método de recubrimiento con fundente y es el más adecuado para el recubrimiento con fundente sin limpieza. Debido a que el fundente se coloca en un recipiente presurizado sellado, el fundente se rocía a través de la boquilla y se recubre la superficie de la PCB. La cantidad de pulverización, el grado de atomización y el ancho de pulverización del pulverizador se pueden ajustar, de modo que la cantidad de fundente aplicado se pueda controlar con precisión. Dado que el fundente aplicado es una fina capa de niebla, el fundente en la superficie del tablero es muy uniforme, lo que puede garantizar que la superficie del tablero después de la soldadura cumpla con los requisitos de no limpieza. Al mismo tiempo, dado que el fundente está completamente sellado en el recipiente, no es necesario considerar la volatilización del disolvente y la absorción de humedad en la atmósfera. De esta manera, la gravedad específica (o ingrediente efectivo) del fundente se puede mantener sin cambios y no es necesario reemplazarlo antes de que se agote. En comparación con el método de espuma y el método de cresta de ola, la cantidad de flujo se puede reducir en más del 60%. Por lo tanto, el método de recubrimiento por pulverización es el proceso de recubrimiento preferido en el proceso sin limpieza.
Al utilizar el proceso de recubrimiento por pulverización, se debe tener en cuenta que, dado que el fundente contiene más disolventes inflamables, el vapor de disolvente emitido durante la pulverización tiene cierto riesgo de explosión, por lo que el equipo debe tener buenas instalaciones de extracción y el equipo de extinción de incendios necesario.
⑵ Precalentamiento
Después de aplicar el fundente, las piezas soldadas entran en el proceso de precalentamiento y la parte disolvente del fundente se volatiliza mediante precalentamiento para mejorar la actividad del fundente. Después de usar el fundente sin limpieza, ¿cuál es el rango más apropiado para la temperatura de precalentamiento?
La práctica ha demostrado que después de usar fundente sin limpieza, si todavía se usa la temperatura de precalentamiento tradicional (90 ± 10 ℃) para el control, pueden ocurrir consecuencias adversas. La razón principal es que el fundente no-clean es un fundente libre de halógenos y de bajo contenido de sólidos con una actividad generalmente débil, y su activador difícilmente puede eliminar los óxidos metálicos a bajas temperaturas. A medida que aumenta la temperatura de precalentamiento, el fundente comienza a activarse gradualmente y cuando la temperatura alcanza los 100 ℃, la sustancia activa se libera y reacciona rápidamente con el óxido metálico. Además, el contenido de disolvente del fundente no clean es bastante alto (alrededor del 97%). Si la temperatura de precalentamiento es insuficiente, el disolvente no se puede volatilizar por completo. Cuando la soldadura ingresa al baño de estaño, debido a la rápida volatilización del solvente, la soldadura fundida salpicará y formará bolas de soldadura o la temperatura real del punto de soldadura disminuirá, lo que resultará en uniones de soldadura deficientes. Por lo tanto, controlar la temperatura de precalentamiento en el proceso sin limpieza es otro eslabón importante. Por lo general, se requiere controlarlo en el límite superior de los requisitos tradicionales (100 ℃) o más (según la curva de temperatura guía del proveedor) y debe haber suficiente tiempo de precalentamiento para que el solvente se evapore por completo.
⑶ Soldadura
Debido a las estrictas restricciones sobre el contenido de sólidos y la corrosividad del fundente, su rendimiento de soldadura es inevitablemente limitado. Para obtener una buena calidad de soldadura, se deben plantear nuevos requisitos para el equipo de soldadura: debe tener una función de protección de gas inerte. Además de tomar las medidas anteriores, el proceso sin limpieza también requiere un control más estricto de los diversos parámetros del proceso de soldadura, que incluyen principalmente la temperatura de soldadura, el tiempo de soldadura, la profundidad de estañado de la PCB y el ángulo de transmisión de la PCB. De acuerdo con el uso de diferentes tipos de fundente sin limpieza, los diversos parámetros del proceso del equipo de soldadura por ola deben ajustarse para obtener resultados satisfactorios de soldadura sin limpieza.
