A NYÁK gyártási és összeszerelési folyamatában a tisztítási technológia kulcsfontosságú láncszem a termék teljesítményének és megbízhatóságának biztosításához. Legyen szó az alapfelület feldolgozása és maratása utáni maradéktisztításról, vagy a hegesztés utáni forrasztófolyadék eltávolításáról, a hiányos tisztítás során visszamaradt anyagok egy sor minőségi problémát okozhatnak, és még a végberendezések hosszú távú stabil működését is befolyásolhatják{1}}. Ezért a NYÁK-tábla tisztítása utáni maradékok észlelése a termékminőség ellenőrzésének és a potenciális kockázatok elkerülésének alapvető eszközévé vált.
1, A NYÁK-lapmaradványok veszélyei: minőségi veszély, amelyet nem lehet figyelmen kívül hagyni
A tisztítás után visszamaradt anyagok lehetnek nyomokban, de többdimenziós hatással lehetnek a nyomtatott áramköri lapok elektromos teljesítményére, mechanikai megbízhatóságára és környezeti alkalmazkodóképességére. A konkrét veszélyek elsősorban a következő három vonatkozásban tükröződnek:
Először is elektromos teljesítményhiba van. A visszamaradó ionos anyagok, például a kloridionok a maratóoldatokban és a szerves savionok a forrasztási fluxusban, nedves környezetben vezető utakat képezhetnek, ami a NYÁK felületén a szigetelési ellenállás csökkenéséhez, a szivárgási áram növekedéséhez, a jelek áthalásához, sőt súlyos esetekben rövidzárlatokhoz és áramköri alkatrészek kiégéséhez vezethet. A nem ionos maradványok (például zsír- és gyantatörmelék) beboríthatják az átviteli vezetékek vagy párnák felületét, növelhetik a jelátviteli veszteségeket és megzavarhatják az impedanciaillesztést, különösen a nagy-frekvenciás és-sebességű nyomtatott áramköri lapokon, ahol az ilyen maradványok jelentősebb hatással vannak a jel integritására.
Másodszor, csökken a mechanikai megbízhatóság. A visszamaradó anyagok károsíthatják a NYÁK és az alkatrészek közötti kötési felületet. Például a visszamaradó fluxus korrodálhatja a forrasztási kötéseket, ami a forrasztási kötések szilárdságának csökkenéséhez vezethet. Környezeti igénybevétel, például vibráció és hőmérséklet-ciklus esetén a forrasztási kötések hajlamosak megrepedni, ami az áramköri csatlakozás meghibásodását okozza. Ezenkívül a visszamaradó viszkózus anyagok adszorbeálhatják a port és a szennyeződéseket, amelyek idővel felhalmozódhatnak, és befolyásolhatják a nyomtatott áramköri lapok hőelvezetési teljesítményét, felgyorsítva az alkatrészek öregedését.
Végül a környezeti alkalmazkodóképesség romlott. Kíméletlen környezetben, például magas hőmérsékleten, magas páratartalomban és sópermetben a maradék korrozív anyagok felgyorsíthatják a NYÁK hordozók és rézfóliák oxidációját és korrózióját, lerövidítve a termék élettartamát. Például, ha tengeri környezetben maradvány kloridionok vannak a nyomtatott áramköri lapokban, az súlyos elektrokémiai korróziót okozhat, és áramkör meghibásodásához vezethet, ami végzetes meghibásodást okozhat a repülőgépiparban, az autóelektronikában és más területeken.
2, A NYÁK-lapmaradványok fő típusai és forrásai
A megfelelő kimutatási módszerek kiválasztásának és a problémák pontos felderítésének előfeltétele a maradványok típusának és forrásának tisztázása. A kémiai tulajdonságok és a gyártási folyamat szerint a NYÁK-tisztítás utáni maradékot a következő három kategóriába lehet osztani:
(1) Ionos maradék
Az ionos maradékok többnyire kémiai feldolgozási technikákból származnak, és erős vízoldékonysággal és vezetőképességgel rendelkeznek, amelyek az elektromos meghibásodások fő okai. A gyakori típusok a következők: maradék kloridok, fluoridok és szulfátok (maratási oldatból) a maratási eljárás után; Szerves savionok (például gyantasav és karboxilát), amelyek a fluxus hegesztési folyamat utáni bomlása során keletkeznek; Fémionok (például rézionok, ónionok) a galvanizálási eljárás után. Az ilyen típusú maradványok könnyen adszorbeálódnak a NYÁK felületén vagy résein. Ha a hagyományos tisztítással nem távolítják el alaposan, a páratartalom változása során ionok szabadulnak fel, ami ronthatja a szigetelés teljesítményét.
(2) Nem ionos maradék
A nem ionos maradékok főként szerves anyagokból állnak, és nincs vezetőképességük, de befolyásolhatják a nyomtatott áramköri lapok felületi jellemzőit és kötési teljesítményét. Főleg a következőket tartalmazza: maradék leválasztó szerek és gyantatörmelék a hordozó feldolgozása során; A tisztítási folyamatokban használt maradék oldószerek (például alkohol és keton oldószerek); Gyanta gyanta, viasz komponensek stb. A nem ionos maradékok általában nagyon viszkózusak, és könnyen megtapadnak a forrasztóbetétek és az átviteli vezetékek felületén. Nemcsak befolyásolhatják a későbbi összeszerelési folyamatokat (például az alkatrészek pontatlan pozicionálását az SMT során), hanem akadályozhatják a hőelvezetést és felgyorsíthatják a helyi hőmérséklet-emelkedést.
(3) Szemcsés maradék
A szemcsés maradványok sokféle forrásból származó fizikai szennyeződések közé tartoznak, ideértve a NYÁK gyártási folyamatai során keletkező szubsztrátumport és rézfólia törmeléket; Por és rostok a környezetben; A tisztítási folyamat során szálrészecskék válnak ki a kefékről és a szűrőpamutról. Ha ilyen maradványok tapadnak a forrasztóbetétek vagy csapok közé, virtuális forrasztást és rossz érintkezést okozhatnak; Ha precíziós alkatrészek, például chipek és kondenzátorok belsejébe kerül, mechanikai meghibásodásokat is okozhat, különösen a miniatürizált és nagy{1}}sűrűségű nyomtatott áramköri lapoknál.
3. A NYÁK-maradványok észlelésének főbb technológiája és alkalmazási forgatókönyvei
A különböző típusú szermaradványokhoz az ipar különféle kiforrott észlelési technológiát fejlesztett ki, amelyek mindegyikének megvannak a maga előnyei az észlelési pontosság, a hatékonyság és az alkalmazható forgatókönyvek tekintetében. Az illesztési módszereket a tényleges igényeknek megfelelően kell kiválasztani.
(1) Ionkromatográfia: ionos maradékok pontos kimutatása
Az ionkromatográfia az "arany standard" az ionos maradékok kimutatására. A maradék ionokat elválasztó oszlop választja el, majd kvantitatívan elemzi az ionkoncentrációt egy detektor (például vezetőképesség-detektor) segítségével. Pontosan képes kimutatni különféle ionokat, például kloridionokat és szerves sav gyököket, akár ppm vagy akár ppb kimutatási határral.
Ennek a technológiának az előnye a kvalitatív és kvantitatív módszerek kombinációjában rejlik. Nemcsak a maradék ionok típusát tudja meghatározni, hanem pontosan kiszámítja a maradék mennyiséget is, így alkalmas minőségellenőrzésre olyan durva forgatókönyvek esetén, mint a repülőgépek és az orvosi berendezések nyomtatott áramköri lapjai. A tesztelés során először extrakciós oldattal (például ionmentesített vízzel) kell kivonni a pcb felületén lévő ionos maradékokat, majd az extrakciós oldaton kromatográfiás analízist végezni. Ennek a módszernek a működése azonban viszonylag bonyolult, és hosszú észlelési ciklussal rendelkezik (kb. 1-2 óra egyetlen teszt esetén), így alkalmasabb kötegelt mintavételezésre, nem pedig online valós idejű tesztelésre.
(2) Fourier transzformációs infravörös spektroszkópia: a nem-ionos maradékok kvalitatív elemzése
A Fourier-transzformációs infravörös spektroszkópia infravörös abszorpciós spektrumaik elemzésével meghatározza a visszamaradt anyagok kémiai szerkezetét, majd azonosítja a nem -ionos maradékok típusait (például gyantagyanta és oldószermaradékok). Az elv az, hogy a különböző szerves anyagok funkciós csoportjai, mint például a hidroxil-, karbonil- és benzolgyűrűk meghatározott hullámhosszú infravörös fényt nyelnek el. Egy szabványos spektrális könyvtárral összehasonlítva a maradék komponensek gyorsan azonosíthatók.
Az FTIR előnye a gyors detektálási sebességben rejlik (kb. 5-10 perc detektálásonként), nincs szükség a minta megsemmisítésére, és alkalmas a nemionos maradékok minőségi szűrésére. Például, ha a tesztelés során a NYÁK felületén egy gyanta jellemző abszorpciós csúcsot találunk, akkor megállapítható, hogy a forrasztófolyasztószer-maradványt nem távolították el teljesen. Ennek a módszernek azonban alacsony a mennyiségi pontossága, és nem tudja pontosan kiszámítani a maradék mennyiséget. Általában előzetes kimutatási módszerként használják, és más technikákkal (például súlymódszerrel) kombinálják a kvantitatív elemzés eléréséhez.
(3) Optikai mikroszkóp és pásztázó elektronmikroszkóp: szemcsés maradványok vizuális kimutatása
Optical microscope and scanning electron microscope are the main tools for observing particulate residues. The former is suitable for rapid detection of larger particles (particle size>10 μm), míg az utóbbiak mikrométeres vagy akár nanométeres méretű részecskéket is megfigyelhetnek. A részecskék elemi összetételét is elemzi egy energiaspektrométeren keresztül, hogy meghatározza a maradványok (például réztörmelék és rostrészecskék) forrását.
Az optikai mikroszkóp könnyen kezelhető és költséghatékony{0}}, alkalmas a gyártósorok online gyors szűrésére. Automatizált berendezésen keresztül kötegelt pcb-részecskék-érzékelést érhet el; A SEM alkalmas nagy-precíziós forgatókönyvekre, például a miniatürizált nyomtatott áramköri lapok felületén lévő finom részecskék kimutatására, vagy a részecskék összetételének és forrásának elemzésére, alapot biztosítva a tisztítási folyamatok optimalizálásához. A SEM-berendezések azonban magasabb költségekkel és alacsonyabb észlelési hatékonysággal rendelkeznek, így alkalmasabbak a bonyolult problémák hibaelhárítására és a folyamatok optimalizálására.
(4) Felületi szigetelési ellenállás vizsgálata: Maradék hatások közvetett értékelése
Bár a felületi szigetelési ellenállás vizsgálata nem mutatja ki közvetlenül a maradványok típusát és tartalmát, a NYÁK felületének két pontja közötti szigetelési ellenállás mérésével közvetett módon értékelheti a maradványok elektromos teljesítményre gyakorolt hatását. Ez a módszer szimulálja a tényleges használati környezetet (például magas hőmérsékletű és magas páratartalmú környezet), a NYÁK-t meghatározott hőmérsékleti és páratartalmú körülmények közé helyezi, bizonyos feszültséget alkalmaz, és figyeli a szigetelési ellenállás változásának trendjét: ha az ellenállás tovább csökken, az azt jelzi, hogy a maradék anyagok ionokat szabadítanak fel, és fennáll a szigetelés meghibásodásának veszélye.
A SIR tesztelés előnye, hogy közel áll a gyakorlati alkalmazási forgatókönyvekhez, és intuitív módon képes tükrözni a maradványok hatását a termék megbízhatóságára, így alkalmas minőségellenőrzési módszerként. Ezzel a módszerrel azonban nem lehet meghatározni a szermaradvány konkrét típusát, és más kimutatási technikákkal kell kombinálni a probléma kiváltó okának pontosabb feltárásához.
A NYÁK kártya tisztítása utáni maradék észlelés az "utolsó védelmi vonal" a termék megbízhatóságának biztosítására, műszaki szintje pedig közvetlenül befolyásolja a nyomtatott áramköri lapok minőségét és alkalmazásbiztonságát. A NYÁK-nak a nagy sűrűség, a miniatürizálás és a nagy megbízhatóság felé történő fejlesztésével a maradékérzékelésnek egyensúlyba kell hoznia a nagyobb pontosságot és hatékonyságot. A jövőben két fő tendencia lesz: egyrészt az észlelési technológiát automatizálásra és intelligenciára fejlesztik (például online ionkromatográfiás érzékelőberendezések, amelyek valós idejű -figyelést és automatikus riasztást tesznek lehetővé); Másrészt az észlelési és tisztítási folyamatok mélyen integrálva lesznek, az észlelési adatok valós idejű visszacsatolásával- és a tisztítási paraméterek dinamikus beállításával, így zárt-hurkú vezérlés érhető el az „észlelésoptimalizálás újrafelismerésénél”.