تحليل تفصيلي لتصحيح SMT وTHT من خلال عملية طلاء PCBA الثلاثة المضادة للطلاء والتقنيات الرئيسية!
عندما يصبح حجم مكونات PCBA أصغر وأصغر، تصبح الكثافة أعلى وأعلى؛كما أن الارتفاع الداعم بين الأجهزة والأجهزة (التباعد بين ثنائي الفينيل متعدد الكلور والخلوص الأرضي) يتضاءل أيضًا، ويتزايد أيضًا تأثير العوامل البيئية على ثنائي الفينيل متعدد الكلور.لذلك، قمنا بطرح متطلبات أعلى بشأن موثوقية PCBA للمنتجات الإلكترونية.
1. العوامل البيئية وتأثيرها
قد تتسبب العوامل البيئية الشائعة مثل الرطوبة والغبار ورذاذ الملح والعفن وما إلى ذلك في حدوث مشكلات فشل مختلفة لـ PCBA
رطوبة
تقريبا جميع مكونات ثنائي الفينيل متعدد الكلور الإلكترونية في البيئة الخارجية معرضة لخطر التآكل، ومن بينها الماء هو أهم وسيلة للتآكل.جزيئات الماء صغيرة بما يكفي لاختراق الفجوة الجزيئية الشبكية لبعض مواد البوليمر والدخول إلى الداخل أو الوصول إلى المعدن الأساسي من خلال ثقب الطلاء لتسبب التآكل.عندما يصل الجو إلى رطوبة معينة، يمكن أن يتسبب ذلك في الهجرة الكهروكيميائية لثنائي الفينيل متعدد الكلور، وتسرب التيار وتشويه الإشارة في الدوائر عالية التردد.
البخار/الرطوبة + الملوثات الأيونية (الأملاح، عوامل التدفق النشطة) = إلكتروليتات موصلة + جهد الإجهاد = الهجرة الكهروكيميائية
عندما تصل نسبة الرطوبة النسبية في الغلاف الجوي إلى 80%، سيكون هناك طبقة مائية بسمك 5 إلى 20 جزيء، ويمكن لجميع أنواع الجزيئات التحرك بحرية.عند وجود الكربون، قد تحدث تفاعلات كهروكيميائية.
عندما تصل الرطوبة النسبية إلى 60%، فإن الطبقة السطحية للمعدات ستشكل 2 إلى 4 جزيئات ماء سميكة، وعندما تذوب الملوثات، ستكون هناك تفاعلات كيميائية؛
عندما تكون الرطوبة النسبية أقل من 20% في الغلاف الجوي، تتوقف جميع ظواهر التآكل تقريبًا.
لذلك، يعتبر مقاومة الرطوبة جزءًا مهمًا من حماية المنتج.
بالنسبة للأجهزة الإلكترونية، تأتي الرطوبة في ثلاثة أشكال: المطر والتكثيف وبخار الماء.الماء عبارة عن إلكتروليت يذيب كميات كبيرة من الأيونات المسببة للتآكل والتي تؤدي إلى تآكل المعادن.عندما تكون درجة حرارة جزء معين من المعدات أقل من "نقطة الندى" (درجة الحرارة)، سيكون هناك تكثيف على السطح: الأجزاء الهيكلية أو PCBA.
تراب
يوجد غبار في الغلاف الجوي، وتستقر الملوثات الأيونية الممتزة بالغبار في الجزء الداخلي من المعدات الإلكترونية وتتسبب في فشلها.هذه مشكلة شائعة في الأعطال الإلكترونية في الميدان.
وينقسم الغبار إلى نوعين: الغبار الخشن هو قطر 2.5 ~ 15 ميكرون من الجزيئات غير المنتظمة، بشكل عام لن يسبب خطأ أو قوس أو مشاكل أخرى، ولكنه يؤثر على اتصال الموصل؛الغبار الناعم عبارة عن جزيئات غير منتظمة يبلغ قطرها أقل من 2.5 ميكرون.يتمتع الغبار الناعم بقدرة التصاق معينة على PCBA (القشرة)، والتي لا يمكن إزالتها إلا بواسطة فرشاة مضادة للكهرباء الساكنة.
مخاطر الغبار: أ.بسبب تراكم الغبار على سطح PCBA، يتم إنشاء التآكل الكهروكيميائي، ويزيد معدل الفشل؛ب.تسبب الغبار + الحرارة الرطبة + الضباب الملحي في أكبر ضرر لـ PCBA، وكان عطل المعدات الإلكترونية هو الأكثر في الصناعة الكيميائية ومنطقة التعدين بالقرب من الساحل والصحراء (الأراضي المالحة والقلوية) وجنوب نهر هوايخه أثناء العفن الفطري و موسم المطر.
لذلك، تعتبر الحماية من الغبار جزءًا مهمًا من المنتج.
رذاذ الملح
تكوين رذاذ الملح:يحدث رذاذ الملح بسبب عوامل طبيعية مثل أمواج المحيط والمد والجزر وضغط الدورة الدموية في الغلاف الجوي (الرياح الموسمية) وأشعة الشمس وما إلى ذلك.وسوف تنجرف إلى الداخل مع الريح، ويقل تركيزها مع بعد المسافة عن الساحل.عادة، يكون تركيز رذاذ الملح 1% من الساحل عندما يكون على بعد كيلومتر واحد من الساحل (لكنه سوف يهب لمسافة أبعد في فترة الإعصار).
أضرار رش الملح :أ.تلف طلاء الأجزاء الهيكلية المعدنية.ب.يؤدي تسارع سرعة التآكل الكهروكيميائي إلى كسر الأسلاك المعدنية وفشل مكوناتها.
مصادر مماثلة للتآكل:أ.يحتوي عرق اليد على الملح واليوريا وحمض اللاكتيك ومواد كيميائية أخرى لها نفس التأثير المسبب للتآكل على المعدات الإلكترونية مثل رذاذ الملح.ولذلك، ينبغي ارتداء القفازات أثناء التجميع أو الاستخدام، ولا ينبغي لمس الطلاء بالأيدي العارية؛ب.هناك هالوجينات وأحماض في التدفق، والتي يجب تنظيفها والتحكم في تركيزها المتبقي.
لذلك، يعد منع رش الملح جزءًا مهمًا من حماية المنتجات.
قالب
العفن الفطري، الاسم الشائع للفطريات الخيطية، يعني "الفطريات المتعفنة"، تميل إلى تكوين أفطورة مترفة، ولكنها لا تنتج أجسامًا ثمرية كبيرة مثل الفطر.في الأماكن الرطبة والدافئة تنمو العديد من العناصر بالعين المجردة، بعضها عبارة عن مستعمرات غامضة أو ندفية أو على شكل نسيج العنكبوت، أي العفن.
تين.5: ظاهرة العفن الفطري ثنائي الفينيل متعدد الكلور
ضرر العفن: أ.البلعمة العفن وانتشاره يؤدي إلى انخفاض عزل المواد العضوية وتلفها وفشلها ؛ب.مستقلبات العفن هي أحماض عضوية تؤثر على العزل والقوة الكهربائية وتنتج قوسًا كهربائيًا.
ولذلك، تعتبر مكافحة العفن جزءًا مهمًا من منتجات الحماية.
بالنظر إلى الجوانب المذكورة أعلاه، يجب ضمان موثوقية المنتج بشكل أفضل، ويجب عزله عن البيئة الخارجية بأقل قدر ممكن، لذلك يتم تقديم عملية طلاء الشكل.
طلاء ثنائي الفينيل متعدد الكلور بعد عملية الطلاء، تحت تأثير إطلاق المصباح الأرجواني، يمكن أن يكون الطلاء الأصلي جميلاً جدًا!
ثلاثة طلاء مضاد للطلاءيشير إلى طلاء طبقة عازلة واقية رقيقة على سطح ثنائي الفينيل متعدد الكلور.إنها طريقة الطلاء بعد اللحام الأكثر استخدامًا في الوقت الحاضر، وتسمى أحيانًا طلاء السطح والطلاء المطابق (الاسم الإنجليزي: طلاء، طلاء مطابق).سوف يعزل المكونات الإلكترونية الحساسة عن البيئة القاسية، ويمكن أن يحسن بشكل كبير سلامة وموثوقية المنتجات الإلكترونية ويطيل عمر خدمة المنتجات.ثلاثة طلاء مضاد للطلاء يمكن أن يحمي الدائرة/المكونات من العوامل البيئية مثل الرطوبة والملوثات والتآكل والإجهاد والصدمات والاهتزاز الميكانيكي والدورة الحرارية، مع تحسين القوة الميكانيكية وخصائص العزل للمنتج.
بعد عملية طلاء ثنائي الفينيل متعدد الكلور، قم بتشكيل طبقة واقية شفافة على السطح، ويمكن أن تمنع بشكل فعال تسرب الماء والرطوبة، وتجنب التسرب وقصر الدائرة.
2. النقاط الرئيسية لعملية الطلاء
وفقًا لمتطلبات IPC-A-610E (معيار اختبار التجميع الإلكتروني)، ينعكس ذلك بشكل أساسي في الجوانب التالية:
منطقة
1. المناطق التي لا يمكن تغطيتها:
المناطق التي تتطلب توصيلات كهربائية، مثل الوسائد الذهبية، والأصابع الذهبية، والثقوب المعدنية، وفتحات الاختبار؛
البطاريات ومثبتات البطاريات؛
موصل؛
الصمامات والغلاف.
جهاز تبديد الحرارة.
سلك العبور
عدسة جهاز بصري؛
مقياس فرق الجهد؛
المستشعر؛
لا يوجد مفتاح مختوم؛
المناطق الأخرى التي قد يؤثر فيها الطلاء على الأداء أو التشغيل.
2. المناطق التي يجب تغطيتها: جميع وصلات اللحام والدبابيس والمكونات والموصلات.
3. المناطق الاختيارية
سماكة
يتم قياس السُمك على سطح مستوٍ ومُعالج دون عوائق لمكون الدائرة المطبوعة أو على لوحة متصلة تخضع للعملية مع المكون.وقد تكون الألواح المرفقة من نفس مادة الألواح المطبوعة أو غيرها من المواد غير المسامية، مثل المعدن أو الزجاج.يمكن أيضًا استخدام قياس سمك الفيلم الرطب كطريقة اختيارية لقياس سمك الطلاء، طالما أن هناك علاقة تحويل موثقة بين سمك الفيلم الرطب والجاف.
الجدول 1: نطاق السماكة القياسي لكل نوع من مواد الطلاء
طريقة اختبار السماكة:
1. أداة قياس سمك الفيلم الجاف: ميكرومتر (IPC-CC-830B)؛ب جهاز اختبار سمك الفيلم الجاف (قاعدة حديدية)
الشكل 9. جهاز ميكرومتر للفيلم الجاف
2. قياس سماكة الفيلم الرطب: يمكن الحصول على سماكة الفيلم الرطب بواسطة أداة قياس سماكة الفيلم الرطب، ومن ثم حسابها بنسبة المحتوى الصلب للغراء
سمك الفيلم الجاف
في التين.10، تم الحصول على سمك الفيلم الرطب بواسطة جهاز اختبار سمك الفيلم الرطب، ثم تم حساب سمك الفيلم الجاف
دقة الحافة
تعريف: في ظل الظروف العادية، لن يكون رش صمام الرش خارج حافة الخط مستقيمًا جدًا، وسيكون هناك دائمًا نتوء معين.نحدد عرض الأزيز باعتباره دقة الحافة.كما هو موضح أدناه، حجم d هو قيمة دقة الحافة.
ملحوظة: دقة الحافة هي بالتأكيد أصغر كلما كان ذلك أفضل، ولكن متطلبات العملاء المختلفة ليست هي نفسها، وبالتالي فإن دقة الحافة المطلية المحددة طالما أنها تلبي متطلبات العملاء.
الشكل 11: مقارنة دقة الحافة
التوحيد
يجب أن يكون الغراء مثل سمك موحد وطبقة رقيقة ناعمة وشفافة مغطاة بالمنتج، ويتم التركيز على توحيد الغراء المغطى بالمنتج فوق المنطقة، ثم يجب أن يكون بنفس السمك، ولا توجد مشاكل في العملية: الشقوق، التقسيم الطبقي، الخطوط البرتقالية، التلوث، ظاهرة الشعيرات الدموية، الفقاعات.
الشكل 12: تأثير طلاء آلة الطلاء الأوتوماتيكي من سلسلة AC الأوتوماتيكية المحورية، التوحيد متسق للغاية
3. تحقيق عملية الطلاء
عملية الطلاء
1 تحضير
تحضير المنتجات والغراء وغيرها من العناصر الضرورية؛
تحديد موقع الحماية المحلية؛
تحديد تفاصيل العملية الرئيسية
2: غسل
ينبغي تنظيفها في أقصر وقت بعد اللحام، لمنع الأوساخ اللحام من الصعب تنظيفها؛
تحديد ما إذا كان الملوث الرئيسي قطبيًا أم غير قطبي، وذلك لاختيار عامل التنظيف المناسب؛
في حالة استخدام عامل التنظيف الكحولي، يجب الانتباه إلى مسائل السلامة: يجب أن تكون هناك قواعد جيدة للتهوية والتبريد والتجفيف بعد الغسيل، لمنع تطاير المذيبات المتبقي الناتج عن الانفجار في الفرن؛
تنظيف المياه، مع سائل التنظيف القلوي (مستحلب) لغسل التدفق، ثم شطف بالماء النقي لتنظيف سائل التنظيف، لتلبية معايير التنظيف؛
3. إخفاء الحماية (إذا لم يتم استخدام معدات طلاء انتقائية)، أي قناع؛
ينبغي اختيار فيلم غير لاصق لن ينقل الشريط الورقي؛
يجب استخدام شريط ورقي مضاد للكهرباء الساكنة لحماية IC؛
وفقا لمتطلبات الرسومات لبعض الأجهزة لدرع الحماية؛
4. إزالة الرطوبة
بعد التنظيف، يجب تجفيف PCBA (المكون) المحمي مسبقًا وتجفيفه من الرطوبة قبل الطلاء؛
تحديد درجة الحرارة/وقت التجفيف المسبق وفقًا لدرجة الحرارة التي يسمح بها PCBA (المكون)؛
يمكن السماح لـ PCBA (المكون) بتحديد درجة الحرارة/الوقت لجدول ما قبل التجفيف
5 معطف
تعتمد عملية طلاء الشكل على متطلبات حماية PCBA، ومعدات العملية الحالية والاحتياطي الفني الموجود، والذي يتم تحقيقه عادةً بالطرق التالية:
أ.فرشاة باليد
الشكل 13: طريقة تنظيف اليدين
طلاء الفرشاة هو العملية الأكثر قابلية للتطبيق على نطاق واسع، ومناسبة لإنتاج الدفعات الصغيرة، وهيكل PCBA معقد وكثيف، ويحتاج إلى حماية متطلبات الحماية للمنتجات القاسية.لأنه يمكن التحكم بحرية في طلاء الفرشاة، بحيث لا تتلوث الأجزاء غير المسموح لها بالطلاء؛
طلاء الفرشاة يستهلك كمية أقل من المواد، وهو مناسب للسعر الأعلى للطلاء المكون من مكونين؛
عملية الطلاء لها متطلبات عالية على المشغل.قبل البناء، يجب استيعاب الرسومات ومتطلبات الطلاء بعناية، ويجب التعرف على أسماء مكونات PCBA، ويجب وضع علامة على الأجزاء غير المسموح بطلائها بعلامات لافتة للنظر؛
لا يُسمح للمشغلين بلمس المكون الإضافي المطبوع بأيديهم في أي وقت لتجنب التلوث؛
ب- اغمسيه باليد
الشكل 14: طريقة الطلاء بالغمس اليدوي
توفر عملية الطلاء بالغمس أفضل نتائج الطلاء.يمكن تطبيق طلاء موحد ومستمر على أي جزء من PCBA.إن عملية الطلاء بالغمس ليست مناسبة لـ PCBas ذات المكثفات القابلة للتعديل، والنوى المغناطيسية الدقيقة، ومقاييس فرق الجهد، والنوى المغناطيسية على شكل كوب، وبعض الأجزاء ذات الختم السيئ.
المعلمات الرئيسية لعملية طلاء الغمس:
ضبط اللزوجة المناسبة.
التحكم في السرعة التي يتم بها رفع PCBA لمنع تكون الفقاعات.عادة لا يزيد عن متر واحد في الثانية؛
ج.رش
الرش هو طريقة المعالجة الأكثر استخدامًا وسهلة القبول، وتنقسم إلى الفئتين التاليتين:
① الرش اليدوي
الشكل 15: طريقة الرش اليدوي
مناسبة لقطعة العمل أكثر تعقيدًا، ويصعب الاعتماد على حالة الإنتاج الضخم لمعدات التشغيل الآلي، ومناسبة أيضًا لمجموعة متنوعة من خطوط الإنتاج ولكن أقل حالة، ويمكن رشها إلى موضع أكثر خصوصية.
ملاحظة للرش اليدوي: سوف يلوث رذاذ الطلاء بعض الأجهزة، مثل المكونات الإضافية لثنائي الفينيل متعدد الكلور، ومقبس IC، وبعض جهات الاتصال الحساسة وبعض الأجزاء المؤرضة، ويجب على هذه الأجزاء الانتباه إلى موثوقية حماية المأوى.نقطة أخرى هي أنه لا ينبغي للمشغل أن يلمس القابس المطبوع بيده في أي وقت لمنع تلوث سطح تلامس القابس.
② الرش التلقائي
ويشير عادةً إلى الرش التلقائي باستخدام معدات الطلاء الانتقائية.مناسبة للإنتاج الضخم، والاتساق الجيد، والدقة العالية، والتلوث البيئي القليل.مع رفع مستوى الصناعة، وزيادة تكلفة العمالة والمتطلبات الصارمة لحماية البيئة، فإن معدات الرش الأوتوماتيكية تحل تدريجياً محل طرق الطلاء الأخرى.
مع زيادة متطلبات الأتمتة للصناعة 4.0، تحول تركيز الصناعة من توفير معدات الطلاء المناسبة إلى حل مشكلة عملية الطلاء بأكملها.آلة الطلاء الانتقائي الأوتوماتيكية - طلاء دقيق وبدون هدر للمواد، مناسب لكميات كبيرة من الطلاء، مناسب للكميات الكبيرة من ثلاثة طلاء مضاد للطلاء.
مقارنةآلة طلاء أوتوماتيكيةوعملية الطلاء التقليدية
طلاء الطلاء التقليدي PCBA ثلاثي المقاومة:
1) طلاء الفرشاة: هناك فقاعات وموجات وفرشاة لإزالة الشعر.
2) الكتابة: بطيئة جدًا، ولا يمكن التحكم في الدقة؛
3) نقع القطعة بأكملها: طلاء مُهدر جدًا، وسرعة بطيئة؛
4) الرش بمسدس الرش: لحماية التركيبات، الانجراف أكثر من اللازم
طلاء آلة الطلاء:
1) تم ضبط كمية الطلاء بالرش وموضع الطلاء بالرش والمنطقة بدقة، وليست هناك حاجة لإضافة أشخاص لمسح اللوحة بعد الطلاء بالرش.
2) يمكن طلاء بعض المكونات الإضافية ذات المسافات الكبيرة من حافة اللوحة مباشرة دون تثبيت الجهاز، مما يوفر طاقم تركيب اللوحة.
3) لا يوجد تطاير للغاز، لضمان بيئة تشغيل نظيفة.
4) لا تحتاج جميع الركيزة إلى استخدام تركيبات لتغطية فيلم الكربون، مما يلغي إمكانية الاصطدام.
5) ثلاثة زي موحد لسمك الطلاء المضاد للطلاء، يحسن بشكل كبير كفاءة الإنتاج وجودة المنتج، ولكن أيضًا يتجنب هدر الطلاء.
تم تصميم آلة طلاء الطلاء المقاومة للطلاء الأوتوماتيكية PCBA خصيصًا لرش ثلاث معدات رش ذكية مضادة للطلاء.نظرًا لاختلاف المواد المراد رشها وسائل الرش المطبق، فإن آلة الطلاء في بناء اختيار مكونات المعدات مختلفة أيضًا، ثلاث آلات طلاء مضادة للطلاء تتبنى أحدث برنامج للتحكم بالكمبيوتر، يمكنها تحقيق الارتباط ثلاثي المحاور، في نفس الوقت مجهز بنظام تحديد المواقع والتتبع بالكاميرا، يمكنه التحكم بدقة في منطقة الرش.
ثلاث آلات طلاء مضادة للطلاء، والمعروفة أيضًا باسم ثلاث آلات غراء مضادة للطلاء، وثلاث آلات غراء رش مضادة للطلاء، وثلاث آلات رش زيت مضادة للطلاء، وثلاث آلات رش مضادة للطلاء، مخصصة للتحكم في السوائل على سطح ثنائي الفينيل متعدد الكلور مغطاة بطبقة من ثلاث مواد مضادة للطلاء، مثل التشريب أو الرش أو طريقة الطلاء بالدوران على سطح ثنائي الفينيل متعدد الكلور مغطى بطبقة من مقاوم الضوء.
أصبحت كيفية حل العصر الجديد المتمثل في الطلب على الطلاء المضاد للطلاء الثلاثة مشكلة ملحة يجب حلها في الصناعة.توفر معدات الطلاء الأوتوماتيكية التي تمثلها آلة الطلاء الانتقائية الدقيقة طريقة جديدة للتشغيل،طلاء دقيق ولا يوجد إهدار للمواد، وهو الأنسب لعدد كبير من ثلاثة طلاء مضاد للطلاء.