Konsep Tanpa Pembersihan
⑴Apa itu Tanpa Pembersihan [3]
Tanpa pembersihan mengacu pada penggunaan kandungan padat rendah, fluks non-korosif dalam produksi perakitan elektronik, pengelasan di lingkungan gas inert, dan residu pada papan sirkuit setelah pengelasan sangat kecil, tidak korosif, dan memiliki efek yang sangat besar. ketahanan isolasi permukaan (SIR) yang tinggi. Dalam keadaan normal, pembersihan tidak diperlukan untuk memenuhi standar kebersihan ion (tingkat kontaminasi ion standar militer AS MIL-P-228809 dibagi menjadi: Level 1 ≤ 1,5ugNaCl/cm2 tidak ada polusi; Level 2 ≤ 1,5~5,0ugNACl/cm2 kualitas tinggi; Level 3 ≤ 5.0~10.0ugNaCl/cm2 memenuhi persyaratan; Level 4 > 10.0ugNaCl/cm2 tidak bersih), dan dapat langsung masuk ke proses selanjutnya. Harus ditunjukkan bahwa "bebas bersih" dan "tanpa pembersihan" adalah dua konsep yang sangat berbeda. Yang disebut "tanpa pembersihan" mengacu pada penggunaan fluks rosin tradisional (RMA) atau fluks asam organik dalam produksi perakitan elektronik. Meskipun terdapat residu tertentu pada permukaan papan setelah pengelasan, persyaratan kualitas produk tertentu dapat dipenuhi tanpa pembersihan. Misalnya, produk elektronik rumah tangga, perlengkapan audio visual profesional, peralatan kantor berbiaya rendah, dan produk lainnya biasanya "tidak dibersihkan" selama produksi, namun jelas tidak "bebas bersih".
⑵ Keuntungan tanpa pembersihan
① Meningkatkan manfaat ekonomi: Setelah tidak melakukan pembersihan, manfaat paling langsung adalah tidak perlu melakukan pekerjaan pembersihan, sehingga sejumlah besar tenaga pembersihan, peralatan, lokasi, bahan (air, pelarut) dan konsumsi energi dapat dihemat. Pada saat yang sama, karena memperpendek aliran proses, jam kerja dihemat dan efisiensi produksi ditingkatkan.
② Meningkatkan kualitas produk: Karena penerapan teknologi tanpa pembersihan, diperlukan kontrol yang ketat terhadap kualitas bahan, seperti kinerja korosi fluks (halida tidak diperbolehkan), kemampuan solder komponen dan papan sirkuit cetak, dll. ; dalam proses perakitan, beberapa cara proses lanjutan perlu diterapkan, seperti penyemprotan fluks, pengelasan di bawah perlindungan gas inert, dll. Penerapan proses tanpa pembersihan dapat menghindari kerusakan tegangan pembersihan pada komponen pengelasan, sehingga tidak ada- bersih sangat bermanfaat untuk meningkatkan kualitas produk.
③ Bermanfaat bagi perlindungan lingkungan: Setelah mengadopsi teknologi no-clean, penggunaan zat BPO dapat dihentikan, dan penggunaan senyawa organik yang mudah menguap (VOC) sangat berkurang, yang berdampak positif dalam melindungi lapisan ozon.
Persyaratan materi
⑴ Fluks tidak bersih
Agar permukaan papan PCB setelah pengelasan mencapai tingkat kualitas yang ditentukan tanpa pembersihan, pemilihan fluks adalah kuncinya. Biasanya persyaratan berikut dikenakan pada fluks tanpa pembersihan:
① Konten padat rendah: kurang dari 2%
Fluks tradisional memiliki kandungan padatan tinggi (20-40%), kandungan padatan sedang (10-15%) dan kandungan padatan rendah (5-10%). Setelah pengelasan dengan fluks ini, permukaan papan PCB memiliki lebih banyak atau lebih sedikit residu, sedangkan kandungan padat dari fluks tanpa pembersihan harus kurang dari 2%, dan tidak boleh mengandung rosin, sehingga pada dasarnya tidak ada residu di papan. permukaan setelah pengelasan.
② Non-korosif: Bebas halogen, ketahanan insulasi permukaan>1,0×1011Ω
Fluks solder tradisional memiliki kandungan padatan yang tinggi, yang dapat "membungkus" beberapa zat berbahaya setelah pengelasan, mengisolasinya dari kontak dengan udara, dan membentuk lapisan pelindung isolasi. Namun, karena kandungan padatan yang sangat rendah, fluks penyolderan yang tidak bersih tidak dapat membentuk lapisan pelindung isolasi. Jika sejumlah kecil komponen berbahaya tertinggal di permukaan papan, hal ini akan menyebabkan akibat buruk yang serius seperti korosi dan kebocoran. Oleh karena itu, fluks penyolderan yang tidak bersih tidak boleh mengandung komponen halogen.
Metode berikut biasanya digunakan untuk menguji korosifitas fluks solder:
A. Uji korosi cermin tembaga: Uji korosifitas jangka pendek dari fluks solder (pasta solder)
B. Tes kertas uji perak kromat: Uji kandungan halida dalam fluks solder
C. Uji ketahanan isolasi permukaan: Uji ketahanan isolasi permukaan PCB setelah penyolderan untuk menentukan keandalan kinerja listrik jangka panjang dari fluks penyolderan (pasta solder)
D. Uji korosi: Uji korosifitas residu pada permukaan PCB setelah penyolderan
e. Uji tingkat pengurangan jarak konduktor pada permukaan PCB setelah pengelasan
③ Kemampuan solder: tingkat ekspansi ≥ 80%
Kemampuan solder dan sifat korosif adalah sepasang indikator yang saling bertentangan. Agar fluks memiliki kemampuan tertentu untuk menghilangkan oksida dan mempertahankan tingkat aktivitas tertentu selama proses pemanasan awal dan pengelasan, fluks harus mengandung sejumlah asam. Yang paling umum digunakan dalam fluks tanpa pembersihan adalah seri asam asetat yang tidak larut dalam air, dan formulanya juga dapat mencakup amina, amonia, dan resin sintetis. Formula yang berbeda akan mempengaruhi aktivitas dan keandalannya. Perusahaan yang berbeda memiliki persyaratan dan indikator pengendalian internal yang berbeda, namun mereka harus memenuhi persyaratan kualitas pengelasan yang tinggi dan penggunaan non-korosif.
Aktivitas fluks biasanya diukur dengan nilai pH. Nilai pH fluks tanpa pembersihan harus dikontrol dalam kondisi teknis yang ditentukan oleh produk (nilai pH setiap produsen sedikit berbeda).
④Memenuhi persyaratan perlindungan lingkungan: tidak beracun, tidak berbau menyengat, pada dasarnya tidak mencemari lingkungan, dan pengoperasian yang aman.
⑵Papan sirkuit cetak dan komponennya tidak bersih
Dalam penerapan proses pengelasan no-clean, kemampuan solder dan kebersihan papan sirkuit serta komponen menjadi aspek utama yang perlu dikontrol. Untuk memastikan kemampuan solder, pabrikan harus menyimpannya dalam suhu konstan dan lingkungan kering dan mengontrol penggunaannya secara ketat dalam waktu penyimpanan efektif, dengan ketentuan bahwa pemasok diharuskan untuk menjamin kemampuan solder. Untuk menjamin kebersihan, spesifikasi lingkungan dan pengoperasian harus dikontrol secara ketat selama proses produksi untuk menghindari polusi manusia, seperti bekas tangan, bekas keringat, minyak, debu, dll.
Proses pengelasan yang tidak bersih
Setelah mengadopsi fluks tanpa pembersihan, meskipun proses pengelasan tetap tidak berubah, metode penerapan dan parameter proses terkait harus beradaptasi dengan persyaratan spesifik teknologi tanpa pembersihan. Isi utamanya adalah sebagai berikut:
⑴ Lapisan fluks
Untuk mendapatkan efek no-clean yang baik, proses pelapisan fluks harus mengontrol dua parameter secara ketat, yaitu kandungan padat fluks dan jumlah pelapis.
Biasanya, ada tiga cara penerapan fluks: metode pembusaan, metode puncak gelombang, dan metode penyemprotan. Dalam proses tanpa pembersihan, metode pembusaan dan metode puncak gelombang tidak cocok karena berbagai alasan. Pertama, fluks metode pembusaan dan metode puncak gelombang ditempatkan dalam wadah terbuka. Karena kandungan pelarut dalam fluks no-clean sangat tinggi, fluks no-bersih sangat mudah menguap, yang menyebabkan peningkatan kandungan padatan. Oleh karena itu, sulit untuk mengontrol komposisi fluks agar tetap tidak berubah dengan metode berat jenis selama proses produksi, dan penguapan pelarut dalam jumlah besar juga menyebabkan polusi dan limbah; kedua, karena kandungan padat dari fluks no-clean sangat rendah, hal ini tidak kondusif untuk berbusa; ketiga, jumlah fluks yang diterapkan selama pelapisan tidak dapat dikontrol, dan pelapisan tidak merata, dan sering kali terdapat sisa fluks berlebih di tepi papan. Oleh karena itu, kedua metode ini tidak dapat mencapai efek tanpa pembersihan yang ideal.
Metode penyemprotan merupakan metode pelapisan fluks terbaru dan paling cocok untuk pelapisan fluks tanpa pembersihan. Karena fluks ditempatkan dalam wadah bertekanan tertutup, fluks kabut disemprotkan melalui nosel dan dilapisi pada permukaan PCB. Jumlah semprotan, derajat atomisasi, dan lebar semprotan penyemprot dapat disesuaikan, sehingga jumlah fluks yang diterapkan dapat dikontrol secara akurat. Karena fluks yang diterapkan adalah lapisan kabut tipis, fluks pada permukaan papan sangat seragam, yang dapat memastikan bahwa permukaan papan setelah pengelasan memenuhi persyaratan tanpa pembersihan. Pada saat yang sama, karena fluks tertutup rapat di dalam wadah, tidak perlu mempertimbangkan penguapan pelarut dan penyerapan uap air di atmosfer. Dengan cara ini, berat jenis (atau bahan efektif) fluks dapat dipertahankan tidak berubah, dan tidak perlu diganti sebelum habis. Dibandingkan dengan metode pembusaan dan metode puncak gelombang, jumlah fluks dapat dikurangi lebih dari 60%. Oleh karena itu, metode pelapisan semprot merupakan proses pelapisan yang disukai dalam proses tanpa pembersihan.
Saat menggunakan proses pelapisan semprot, perlu diperhatikan bahwa karena fluks mengandung lebih banyak pelarut yang mudah terbakar, maka uap pelarut yang dikeluarkan selama penyemprotan memiliki risiko ledakan tertentu, sehingga peralatan tersebut memerlukan fasilitas pembuangan yang baik dan peralatan pemadam kebakaran yang diperlukan.
⑵ Pemanasan awal
Setelah fluks diterapkan, bagian yang dilas memasuki proses pemanasan awal, dan bagian pelarut dalam fluks diuapkan dengan pemanasan awal untuk meningkatkan aktivitas fluks. Setelah menggunakan fluks tanpa pembersihan, berapa kisaran suhu pemanasan awal yang paling tepat?
Praktek telah membuktikan bahwa setelah menggunakan fluks tanpa pembersihan, jika suhu pemanasan awal tradisional (90±10℃) masih digunakan untuk pengendalian, konsekuensi buruk dapat terjadi. Alasan utamanya adalah fluks tanpa pembersihan memiliki kandungan padatan rendah, fluks bebas halogen dengan aktivitas umumnya lemah, dan aktivatornya sulit menghilangkan oksida logam pada suhu rendah. Ketika suhu pemanasan awal meningkat, fluks secara bertahap mulai aktif, dan ketika suhu mencapai 100℃, zat aktif dilepaskan dan bereaksi cepat dengan oksida logam. Selain itu, kandungan pelarut fluks no-clean cukup tinggi (sekitar 97%). Jika suhu pemanasan awal tidak mencukupi, pelarut tidak dapat menguap sepenuhnya. Ketika pengelasan memasuki wadah timah, karena penguapan pelarut yang cepat, solder cair akan terciprat dan membentuk bola solder atau suhu sebenarnya dari titik pengelasan akan turun, sehingga sambungan solder menjadi buruk. Oleh karena itu, mengontrol suhu pemanasan awal dalam proses tanpa pembersihan merupakan hubungan penting lainnya. Biasanya harus dikontrol pada batas atas persyaratan tradisional (100℃) atau lebih tinggi (sesuai dengan kurva suhu panduan pemasok) dan harus ada waktu pemanasan awal yang cukup agar pelarut dapat menguap sepenuhnya.
⑶ Pengelasan
Karena pembatasan ketat pada konten padat dan sifat korosif fluks, kinerja penyolderannya pasti terbatas. Untuk memperoleh kualitas pengelasan yang baik, persyaratan baru harus diajukan untuk peralatan pengelasan - harus memiliki fungsi perlindungan gas inert. Selain mengambil langkah-langkah di atas, proses tanpa pembersihan juga memerlukan kontrol yang lebih ketat terhadap berbagai parameter proses dalam proses pengelasan, terutama termasuk suhu pengelasan, waktu pengelasan, kedalaman pelapisan PCB, dan sudut transmisi PCB. Menurut penggunaan berbagai jenis fluks tanpa pembersihan, berbagai parameter proses peralatan penyolderan gelombang harus disesuaikan untuk mendapatkan hasil pengelasan tanpa pembersihan yang memuaskan.
