防靜電儀器供應(yīng)商
專業(yè)清潔系統(tǒng)供應(yīng)商
ESD門禁系統(tǒng)集成商
淺談半水基型清洗劑引起的挑戰(zhàn)
精密清洗已成為衡量當(dāng)今復(fù)雜電子封裝可靠性的關(guān)鍵績(jī)效指標(biāo) (KPI)。隨著電子的微型化、低間隙，以及從“元件周圍的助焊劑”到“元件底部的助焊劑”的轉(zhuǎn)變要求對(duì)清潔過(guò)程進(jìn)行創(chuàng)新。
更具體地說(shuō)，為了消除低間隙元件下的助焊劑殘留物，清洗劑必須能夠滲透達(dá)到低間隙中且易漂洗出來(lái)。除了清洗劑的選擇外，清潔過(guò)程本身也必須進(jìn)行優(yōu)化，以實(shí)現(xiàn)清潔的最大效率。優(yōu)化的清潔工藝可以確保降低電子制造（和返工）業(yè)務(wù)成本，實(shí)現(xiàn)盈利。
本文介紹了電子清潔過(guò)程的參數(shù)、潛在優(yōu)化以及子過(guò)程（清洗和漂洗）中涉及的標(biāo)準(zhǔn)做法。案例研究可以啟發(fā)讀者了解最近的進(jìn)展。最后，重點(diǎn)介紹了可協(xié)助工藝工程師進(jìn)行PCBA清潔的“TECHSPRAY特可銳”產(chǎn)品。
電子清洗一般有兩種方式：在線清洗和批量清洗。這兩種技術(shù)都使用清洗劑來(lái)凈化PCBA。下表顯示了這兩種技術(shù)的簡(jiǎn)要比較。 在線清潔系統(tǒng)對(duì)于清潔具有高密度凸起和低間隙的組件更有效。因此，我們將專注于在線清潔過(guò)程。將電子清潔過(guò)程拆分為更多的子過(guò)程可以提供詳細(xì)的見(jiàn)解。這些子過(guò)程包括： 清洗涉及用清洗劑清洗PCBA。漂洗去除清洗劑和殘留的焊料/助焊劑殘留物，而干燥確保沒(méi)有殘留污染。本文重點(diǎn)優(yōu)化前兩個(gè)子流程。這些是有效清潔過(guò)程的決定性參數(shù)： 在電子工業(yè)中，有兩種主要類型的清洗劑——半水基清洗劑和溶劑基清洗劑。要深入比較這兩種清洗劑，請(qǐng)參閱“半水基清洗劑和溶劑清洗劑的徹底比較”。 與溶劑型清洗劑相比，半水基清洗劑使用安全且環(huán)保。這些受歡迎且有效的清洗劑將成為我們的重點(diǎn)。 為了徹底清潔，清洗劑的化學(xué)成分必須能夠溶解要去除的污染物，并且必須根據(jù)具體情況進(jìn)行評(píng)估。增加熱能（溫度）可以最大化水性清洗劑的清潔潛力。隨著溫度升高，助焊劑變得更軟，并且在機(jī)械能的幫助下更容易被半水基清洗劑滲透，且大多數(shù)有機(jī)殘留物在熱水溶液中溶解得更好。 高溫還會(huì)將水的表面張力降低到大約25 達(dá)因/厘米，現(xiàn)在它可以輕松滲透到我們現(xiàn)在生產(chǎn)的組件中的狹小空間，從而實(shí)現(xiàn)高效的清潔。但是較高的溫度可能會(huì)導(dǎo)致腐蝕、溶液蒸發(fā)損失增加以及相關(guān)設(shè)備的維護(hù)成本增加。 對(duì)于清洗過(guò)程，一般以80℃為上限，而對(duì)于漂洗，則為65℃。對(duì)于特定應(yīng)用，清潔化學(xué)品的選擇決定了溫度要求。 “潤(rùn)濕性”定義了液體與表面保持接觸的能力。與溶劑型清洗劑相比，水是水性清洗劑的主要溶劑，具有較高的表面張力（約72 達(dá)因/厘米）。由于其高表面張力，水具有較差的潤(rùn)濕指數(shù)，并且其滲入和滲出狹窄空間（小于等于1 mil 的隔離元件）的能力非常有限。 由于這種高表面張力，很難單純使用去離子水去除低間隙內(nèi)的污染物。為了克服這個(gè)限制，添加表面活性劑以降低清洗子過(guò)程中水的表面張力。然而，半水基清洗需要事后漂洗，因?yàn)檫@些表面活性劑和其他對(duì)清洗有效的化學(xué)添加劑會(huì)影響最終組裝的可靠性。 在漂洗子過(guò)程中，不使用表面活性劑，而是通過(guò)機(jī)械手段降低去離子水清洗的表面張力。空氣噴霧系統(tǒng)形式的機(jī)械能提供物理（攪拌）力，以成功清除先進(jìn)封裝下方的剩余殘留物和污染物。簡(jiǎn)而言之，機(jī)械能減小了水的粒徑。機(jī)械能的調(diào)節(jié)可以通過(guò)優(yōu)化噴嘴壓力、噴嘴角度、噴嘴配置和噴嘴類型來(lái)完成。在許多類型的噴嘴中，以下是最常見(jiàn)的兩種： 增加漂洗部分的噴桿數(shù)量可以改善漂洗效果。噴涂壓力取決于PCBA封裝的精細(xì)程度。更大的壓力會(huì)產(chǎn)生更小的水滴（并徹底清潔），但 PCBA 可能會(huì)損壞。一般來(lái)說(shuō)，擴(kuò)散噴霧比連貫噴霧更適合用于漂洗。如下為一項(xiàng)案例研究尋求漂洗的最佳條件，操作條件研究參數(shù)和漂洗階段的分析結(jié)果總結(jié)在下表和圖中。 該案例研究得出的結(jié)論是，使用具有低噴射角度、中等壓力和高流速的擴(kuò)散噴霧可以實(shí)現(xiàn)有效的漂洗。在另一項(xiàng)研究中，發(fā)現(xiàn)使用 Intermix 大容量噴嘴（交替 V 型噴嘴和 JIC 噴桿）對(duì) RMA 和免清洗焊膏最有效。 清潔的結(jié)果在很大程度上取決于電路板接觸清洗劑和去離子水的時(shí)間。雖然較短的清潔時(shí)間可以提高產(chǎn)量，但并不能保證徹底清潔。因此，工藝工程師的工作就是找出最優(yōu)的清潔所需的最短時(shí)間。 在線清洗過(guò)程中的電路板接觸清洗劑的時(shí)間與傳送帶的速度成反比。通常，較快的傳送帶導(dǎo)致無(wú)法徹底清潔，而較慢的速度可以在 1 mil 間隙以下實(shí)現(xiàn)高效的清潔（清洗 + 漂洗），但它會(huì)影響產(chǎn)量并減少利潤(rùn)。 “沖擊力”在優(yōu)化清潔過(guò)程中起著關(guān)鍵作用——無(wú)論是表面張力還是整體清潔時(shí)間。沖擊力的選擇（噴嘴配置）可能因焊膏類型而異。研究了不同焊膏和噴嘴配置的清潔度結(jié)果，結(jié)果總結(jié)在下表中。 總之，清洗過(guò)程是是依賴于半水基型清洗劑以及清洗設(shè)備的配合，依據(jù)用戶端的實(shí)際應(yīng)用來(lái)篩選合適的清洗濃度以及設(shè)置相應(yīng)的設(shè)備參數(shù)，已達(dá)到最優(yōu)的的清洗效果。 Techspray在電子清潔領(lǐng)域擁有超過(guò)60年的成功經(jīng)驗(yàn)，其技術(shù)專長(zhǎng)可幫助工藝工程師確定適合其應(yīng)用的理想清潔工藝。此外，Techspray 提供全系列的強(qiáng)效去焊劑和在線清潔系統(tǒng)，可降低總體運(yùn)營(yíng)成本并提高產(chǎn)量。其中，符合 RoHS 標(biāo)準(zhǔn)的ECO-DFLUXER SMT 100是一種全球使用的水基環(huán)保清洗劑，適用于批處理和在線工藝。皂化劑和溶劑的獨(dú)特組合有助于工藝工程師降低表面張力并提高水在低間距下的滲透能力。這種清洗劑的超強(qiáng)漂洗性使清潔過(guò)程更快，同時(shí)具備以下的功能： Techspray 的 TechLab 提供最先進(jìn)的清潔、敷形涂層和分析服務(wù)，以幫助客戶鑒定新產(chǎn)品并優(yōu)化他們的工藝。清潔設(shè)備包括在線、批量、超聲波和蒸汽脫脂系統(tǒng)，這些設(shè)備使我們能夠更好地復(fù)制您的生產(chǎn)環(huán)境，以進(jìn)行流程優(yōu)化和故障排除。
