Gustavo Arredondo, a Para Tech Coating műszaki vezetőjének beszámolója
Az összetett elektronikus áramkörök, amelyek szigorú körülmények között üzemelnek, hatékony elektromos, kémiai, pára- és nedvességszigetelést igényelnek. A parilén bevonat nagyon vékony, kis tömegű kapszulázó fóliaként biztosítja ezeket a védő tulajdonságokat. A parilén tartós védőértéke azonban a fólia tapadásától függ, ami viszont szigorúan a bevonandó felületek tisztaságán múlik.
Előfordulhat, hogy a tisztítással kapcsolatos problémák nem jelennek meg azonnal a bevonásra kész szerelvényeken, de a szennyeződés hosszú távú következményei ronthatják azon rendszerek működését, amelyekben használják őket, és költséges a megoldásuk. A kritikus szerelvények meghibásodása súlyosan ronthatja a berendezés beszállítójának hírnevét, és negatív hatással lehet a jövőbeli üzletre.
Szemben a tipikus folyékony bevonatokkal, amelyeket mártással vagy permetezéssel visznek fel, a parilénbevonatot gőzfázisú kémiai vákuumleválasztási eljárással készül. Ez molekuláris szintű térhálós polimerizációt jelent, amely során a porított nyersanyagot gázneművé alakítják, majd közvetlenül polimerizálják átlátszó fóliaként az összeszerelési felületekre. Nincs köztes folyékony fázis. A kész fólia abszolút konform, mivel azonos vastagsággal és fix sebességgel fejlődik sík területeken, valamint élek körül és hasadékokban.
A szerelvényeken maradó szerves vagy nem szerves, a gyártással kapcsolatos szennyeződések megzavarhatják a parilén fólia és a felület közötti kötést, ami leváláshoz vezethet, és veszélyeztetheti a bevonat védelmét. Ezenkívül a gázkibocsátó komponensekkel rendelkező szubsztrátok kiszivároghatnak a lerakódási folyamat során, keresztszennyezhetik a felületeket, és megakadályozhatják a reaktív monomerrel való közvetlen kötést.
A szemrevételezés önmagában nem elegendő a szerelvény parilén-bevonásra való alkalmasságának megerősítéséhez. A költséges tisztítási problémák elkerülése érdekében elengedhetetlen, hogy minden gyártási folyamatot következetesen mérjenek, felügyeljenek és ellenőrizzenek. A CWST egy mintavételi eljárást követ, amely a gyártás során a szerelvények 10%-ának mintavételezésével igazolja, hogy az ügyfél szerelvényei készen állnak-e a parilén-bevonásra az IPC-J-STD-001 szabvány szerint.
Ez a folyamat közbeni áramkör-összeszerelés olyan minőségi és megbízhatósági szintekre törekszik, amelyek a legzordabb környezetben is támogatják a megszakítás nélküli működést. Az IPC-J-STD-001 célérték a felületi tisztaságra vonatkozóan 10µgm NaCl/in2 vagy kevesebb. Meglepő módon ez a teljesítményszint ugyanolyan fontos a megbízhatóság szempontjából az igényes kereskedelmi alkalmazásokban, mint a katonai és űrhajózási szerelvényeknél. A szabványtól való eltérés veszélyezteti a szerelvényeket, és nem ajánlott, még kereskedelmi alkalmazások esetén sem. Ha a mintavétel során szennyeződési problémák merülnek fel, az ügyfelet tájékoztatjuk, és a CWST segítséget nyújt a hibaelemzésben, a tesztelésben és az optimális tisztítási technikák meghatározásában.
Az IPC-J-STD-001 célérték a felületi tisztaságra vonatkozóan 10µgm NaCl/in2 vagy kevesebb. Ez az áramkör-összeszerelés folyamat közbeni ellenőrzése olyan minőségi és megbízhatósági szintekre törekszik, amelyek a legzordabb környezetben is támogatják a megszakítás nélküli működést. Az IPC-J-STD-001 célérték a felületi tisztaságra vonatkozóan 10µgm NaCl/in2 vagy kevesebb. Meglepő módon ez a teljesítményszint ugyanolyan fontos a megbízhatóság szempontjából az igényes kereskedelmi alkalmazásokban, mint a katonai és űrhajózási szerelvényeknél. A szabványtól való eltérés veszélyezteti a szerelvényeket, és nem ajánlott, még kereskedelmi alkalmazások esetén sem. Ha a mintavétel során szennyeződési problémák merülnek fel, az ügyfelet tájékoztatjuk, és a CWST segítséget nyújt a hibaelemzésben, a tesztelésben és az optimális tisztítási technikák meghatározásában.
Az úgynevezett „no-clean” fluxussal előállított szerelvények szennyeződésmentesnek tűnhetnek, de általában maradványok maradnak rajtuk, amelyek rontják az eredményeket. A „no-clean” kifejezés téves elnevezés, mivel a parilén esetében megkövetelt teljesítményszintre vonatkozik. A nem tiszta fluxus maradványai vizuálisan nehezen vizsgálhatók, de a parilén leválasztásához használt szubsztrát előkészítéséhez használt alkoholos fürdőben kifehérednek. Az oldott maradékok beszennyezik a későbbi szerelvényeket, és utómunkálati problémákat és gyártási késedelmeket okoznak.
A nyomtatott áramköri lapok szennyeződéseinek két elsődleges osztályozása létezik: szerves és nem szerves maradványok. A szerves maradványok nyomokban természetes oldószerként működnek, megszakítva a parilén fólia és az alatta lévő felületek közötti kötést. Ez a sérült tapadás nem feltétlenül látszik azonnal, de a fólia végül hőciklusok vagy mechanikai igénybevétel következtében leválhat, és így semlegesíti a bevonat védőhatását. A nem szerves maradványok elektromosan vezetőképesek, és a bevonat alatt olyan áramszivárgási utakat képezhetnek, amelyek megzavarják az elektronikus szerelvény működését.
A parilén-fólia áramköri egységeken való tapadásának leggyakoribb kihívása a fluxusmaradványok. Egyéb, kevésbé gyakori, de súlyos szennyeződések közé tartoznak a különféle vegyszermaradványok, halogenidek, kioldódott műanyagok, viaszok, könnyű szénhidrogén- és szilikonolajok, ragasztómaradványok, por és ujjlenyomatok. A CWST rutinszerűen végez egy kezdetleges alkoholos és ionmentesített vizes mosási folyamatot minden parilén bevonatú szerelvényen, hogy eltávolítsa a kisebb olajokat és ujjlenyomatokat. Az egyéb szennyező anyagok kimutatásához és azonosításához azonban kifinomult kémiai elemzésre van szükség.
Az ioncserés kromatográfia hatékony analitikai technika az olyan szervetlen szennyező maradékanyagok, mint a klorid, fluorid, kálium és nátrium minősítésére. Ez a technika elektromos töltés alapján választja szét az ionokat és a poláros molekulákat, azonosítva a specifikus szennyeződéseket, így kiválasztható a megfelelő oldószer és tisztítórendszer kombinációja.
Az olyan szerves szennyeződések, mint a szilíciumolajok és a penészgombák, külön detektálási és azonosítási technológiát igényelnek. A Fourier-transzformációs infravörös spektroszkópia (FTIR), egy összetett analitikai műszer, amely képes különbséget tenni a szerves és szervetlen szennyeződések között, majd azonosítani a konkrét szerves kémiai vegyületeket. Az FTIR-vizsgálat a spektrumok eredményeinek ismert anyagokat tartalmazó adatbázissal való összehasonlításán alapul.
A gázkromatográfiás vizsgálatokat szerves szennyező anyagok kimutatására és azonosítására is használják. Ez az eljárás képes egy ismeretlen folyékony keveréket az egyes összetevőkre szétválasztani és az egyes komponenseket meghatározni. Az eljárás során a vizsgálati mintát egy vivőgázáramban elpárologtatják. A gázkromatográfia egy változata ezt a rendszert tömegspektroszkópiával kombinálja, ami további lehetőséget nyújt ismeretlen, összetett szerves kémiai keverékek jellemzésére.
A szennyeződések pontos azonosítása után számos tisztítószer használható. A tisztítási kihívás jellegétől függően a megfelelő oldószer kiválasztható permetezéshez, oldószerbe merítéshez, ultrahanghoz, gőzpréseléshez, közegfúváshoz, forgatáshoz vagy akár kézi törléshez is.
Az egyszerű tisztítószeres tisztítás általában megfelelő az oldható szennyeződések esetében, míg a kevésbé oldódó anyagok összetettebb oldószereket igényelnek. A cél olyan tisztítóanyagok használata, amelyek nem veszélyesek, nem mérgezőek és nem tartalmaznak VOC-t. A tisztítási technika lehet oldószer alapú, félvizes alapú, vizes alapú vagy oldószer/vizes alapú.
A múltban az oldószer-választék a környezetileg kifogásolható folyadékokra, például a klórfluor-szénhidrogén vagy a klórozott szénhidrogén folyadékokra korlátozódott. Szerencsére az elmúlt években számos fejlett tisztítószert és újrahasznosítási módszert fejlesztettek ki, amelyek biztonságosan és hatékonyan kezelik az elektronikai gyártás során felmerülő szennyeződési problémákat. Az oldószeralternatívák közé tartoznak a nem klórozott, nem foszfátos, biológiailag lebomló tisztítószerek, a nem klórozott oldószeres tisztítószerek, a nem glikol alapú oldószeres tisztítószerek, a szénhidrogén alapú készítmények, a metil-etil, izopropil, a vizes alapú lúgos tisztítószerek és a deionizált víz.
Az áramkör tisztítása többlépcsős folyamat, és szükség lehet rá a stencilizálás és a forrasztási visszaolvasztás előtt, azt követően, valamint az újraolvasztás utáni tevékenységek után, beleértve a nem tervezett utómunkálatokat is. Minden lépésnél feltétlenül meg kell győződni arról, hogy az oldószer kompatibilis-e az elektronikai szerelvény összes eszközével és alkatrészével, hogy elkerüljük a vezető vagy maró hatású oldószereket.
A hagyományos SMT áramköri szerelvények kisebb tisztítási kihívást jelentenek, mint az SMT újraolvasztási és tisztítási lépések után hozzáadott forrasztott szerelvényekkel ellátott összetettebb eszközök, bár még az egyszerű felületszerelt alkatrészek is képesek maradványok megkötésére. Az olyan tárgyak, mint a védőrácsok vagy hűtőbordák kis réseket, barázdákat vagy más fizikai jellemzőket tartalmazhatnak, amelyek megragadják a fluxusmaradványokat.
Ha az összeszerelés tervezési fázisában figyelmet fordítunk a rejtett maradékanyagok esetleges megtapadására, akkor a gyártás során a szennyeződések minimalizálódnak. A gondos tervezéssel megtakaríthatók a későbbi költségek és csökkenthetők a lehetséges garanciális problémák. Egyes gyártók hasznosnak találják a részletes tisztítás és szennyeződésvizsgálat elvégzését a prototípusok szintjén, jóval azelőtt, hogy az összeszerelés elérné a teljes gyártást.
A gyártás utáni gondos tisztítás minden szerelvény, különösen az összetett eszközök esetében kritikus fontosságú. A gyártóknak tapasztalatok és mérések alapján kell meghatározniuk, hogyan lehet a legjobban elhelyezni a szerelvényeket a tisztítókamrában, és hová kell elhelyezni és irányítani a szórófejeket, hogy megbízhatóan eltávolítsák a szennyező maradványokat.
Irodalom: A Sandia National Laboratories (M.C. Oborny, E.P. Lopez, D. E. Peebles és N. R. Sorensen) “Solvent Substitution For Electronic Assembly Cleaning” (Oldószer helyettesítése az elektronikai szerelvények tisztításához) címmel tanulmányt készített az alternatív oldószerek elemzésére egy sor áramköri szerelvény szennyeződésére vonatkozóan.
<< Back to News© 2024 Curtiss-Wright Corporation | Privacy Notice | Sitemap | T&Cs | GPG | Investor Relations | Terms of Use
