朝陽高效過濾器--高效空氣過濾器的發(fā)展讓潔凈度測試技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室走向車間,由于制造工藝變成無鉛,需要更嚴(yán)格的工藝控制。在以前,工程師可以提高助焊劑的活性、改變傳送帶的速度或者提高預(yù)熱溫度來“調(diào)節(jié)"工藝過程,而用含錫量高的高熔點(diǎn)合金進(jìn)行焊接時(shí),則是不同的一回事。如果組裝件上的離子污染過多,可能會(huì)造成問題,例如由于電解錫須的生長、導(dǎo)體的腐蝕,或者絕緣電阻降低,會(huì)引起電路板上的走線短路。
朝陽高效過濾器即使略微偏離參數(shù),到ATE測試時(shí)也會(huì)檢查出一連串的問題,更糟的是以后產(chǎn)品到了現(xiàn)場出問題,那么返修成本又上升了成百倍。有幾種工具可以用于統(tǒng)計(jì)過程控制(SPC),但是人們忽略的也許就是污染度測試儀。
朝陽高效過濾器污染度測試儀是精確度很高的測試儀器,不熟練的人員也能夠使用,而且能夠迅速地測定裸板和組裝件上的污染程度。污染度的數(shù)據(jù)用圖表示,可以對數(shù)據(jù)做進(jìn)一步的統(tǒng)計(jì)分析。污染程度與成功地焊接裸板的可能性直接相關(guān),或者與一個(gè)組裝件是否是在比工藝參數(shù)差的情況下進(jìn)行焊接直接有關(guān)。此外,測試結(jié)果也還會(huì)表明,組裝件在現(xiàn)場使用時(shí),當(dāng)暴露在可能會(huì)促使金屬互化物生長的條件下,是否可能出現(xiàn)故障。
朝陽高效過濾器在這樣一個(gè)講法律的時(shí)代,嚴(yán)格的工藝控制、優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品的高產(chǎn)量和消費(fèi)者對故障的容忍程度三者之間有矛盾之處,都是加在制造工程師身上的壓力。污染度測試儀卻是一件可靠的工具,能夠幫助他們更容易地把工作做好。
操作簡單
污染度測試儀的原理很復(fù)雜,但操作起來并不復(fù)雜。如果設(shè)備是作為一種工藝監(jiān)測工具使用,可以由生手來操作機(jī)器,這一點(diǎn)尤其重要。好在現(xiàn)代的儀器是設(shè)計(jì)成這樣:需要手動(dòng)的操作是在測試開始時(shí)把電路板插進(jìn)去,在測試結(jié)束時(shí)把它取出來。所有其他的測試工作都是自動(dòng)進(jìn)行的。
在一個(gè)典型的測試程序中,開始是準(zhǔn)備溶液。在進(jìn)行一次新的測試時(shí),準(zhǔn)備溶液的過程是用泵經(jīng)過混合離子交換柱把溶液泵入,直到它的導(dǎo)電率很低(或者“更新溶液"),然后把溶液拌勻。
然后按下面的順序進(jìn)行測試:
1.插入試件。這時(shí)有一定數(shù)量的測試溶液會(huì)流到一個(gè)有刻度的溢流容器中,以便測量流出來溶液體積(如果需要,對它進(jìn)行修正,作為對元件的補(bǔ)償)。
2.由于測試溶液是經(jīng)過測量單元流到試件上的,測量單元一直監(jiān)測導(dǎo)電率的上升。空調(diào)過濾網(wǎng)到了預(yù)定的時(shí)間(3至15分鐘),或者在48秒的時(shí)間內(nèi)導(dǎo)電率上升的數(shù)量到了接近值的1%時(shí),測試結(jié)束。
3.在完成測試后,由計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理和分析,結(jié)果可以在屏幕上看到。測試結(jié)果儲(chǔ)存在硬盤上,以便將來使用、進(jìn)行比較。
4.把溢流腔排空,在容器中加滿溶液更新,以便下次進(jìn)行測試。
無鉛焊接
國際電工委員會(huì)(IEC)和設(shè)在美國的連接電子工業(yè)協(xié)會(huì)(IPC)是在電子制造行業(yè)深受人們尊敬的機(jī)構(gòu),他們建議用含錫量高的合金來代替錫鉛焊料。
具體地就是,國際電工委員會(huì)說:“的合金成分是或者。也可以用含3~4%銀和~1%銅、其余是錫的合金替代,還可以用含~%銅、其余是錫的合金代替。"
凈化工程制造商在轉(zhuǎn)到無鉛焊接時(shí),使用的焊料是。這種三元合金的熔點(diǎn)是219℃,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于低熔點(diǎn)錫鉛合金的183℃。無鉛焊料的熔點(diǎn)較高,這牽涉到很多問題,但在本質(zhì)上,它的影響在于工藝窗口收緊了。監(jiān)管無鉛工藝的制造工程師,現(xiàn)在需要各方面的幫助對工藝進(jìn)行監(jiān)控,包括能夠從制造過程開始直到波峰焊之后一直幫助他們的一種工具。
因?yàn)樵诤附庸に囍校瑢﹄娐钒迩鍧嵍鹊囊蠛車?yán),不允許裸板是不干凈的。用污染度測試儀來測量裸板的潔凈度,確保那些進(jìn)入焊接制程的電路板極有可能焊接得很好,沒有問題。另外,通過污染測試,也可以了解到存放過程的情況好壞。
在風(fēng)淋室工藝制程結(jié)束時(shí),污染度測試儀發(fā)揮了它的作用。由測試結(jié)果,測試人員可以很快發(fā)現(xiàn)制程的趨勢并作出改變,不至釀成問題。例如,如果助焊劑開始偏離的成份,板上的殘留物就會(huì)開始改變。由于污染度測試儀的靈敏度很高,能夠把殘留物的變化檢測出來,因而不會(huì)對焊接產(chǎn)生影響。
此外,利用污染度測試儀還可以很好地了解溫度曲線預(yù)熱階段的效果。預(yù)熱是無鉛焊接成敗的一個(gè)關(guān)鍵因素。我們要確保助焊劑起作用,又要確保板的溫度足夠高,當(dāng)它進(jìn)入焊錫槽時(shí)──它的溫度高多了,對它的熱沖擊不會(huì)過大,這兩者之間要很好平衡。人們往往會(huì)調(diào)高恒溫器,但這樣做會(huì)對FR4板造成嚴(yán)重的傷害(這種材料是針對錫鉛工藝、不是針對無鉛合金工藝的高溫設(shè)計(jì)的)。
如果預(yù)熱溫度過高,它的影響有兩方面:助焊劑會(huì)玻璃化,使它不能起助焊作用,在板上形成一層不可接受的污染物。第二是板會(huì)急劇膨脹,促使層壓板吸收潮氣,結(jié)果出現(xiàn)脫層這類現(xiàn)象的風(fēng)險(xiǎn)增大。同樣,組裝工藝中使用的化學(xué)品殘留物污染留在次表層也有風(fēng)險(xiǎn),它會(huì)在以后引起電化反應(yīng),造成可靠性問題。使用污染度測試儀就可以迅速地把過熱造成的影響檢測出來,防止對焊好的產(chǎn)品的質(zhì)量產(chǎn)生影響。
對于焊接工藝(以及清洗,如果制造商仍然使用清洗工藝的話)的統(tǒng)計(jì)過程控制(SPC),污染度測試儀是格外有用的測量儀器。每天或者每小時(shí)測試預(yù)定數(shù)量的樣品,這樣做可以把組裝件上離子污染程度的波動(dòng)測量出來,從而迅速地提醒操作人員,要對工藝作一些改變。
離子污染的源頭
免洗電子組裝件是蒙特利爾協(xié)議的結(jié)果。蒙特利爾協(xié)議是得到支持的倡議,目的是消除CFC。免洗電子組裝件出現(xiàn)之前,助焊劑中含松香(松樹的樹液)和酒精,使松香處在液體狀態(tài)。在老式助焊劑中,松香占的比例在百分之十五至百分之五十之間。之所以需要助焊劑,有兩個(gè)原因:一是清除PCB板和元件表面上的氧化物,因而正確地形成合金;二是起傳熱介質(zhì)的作用,確保焊接溫度是正確的。助焊劑在完成任務(wù)之后,要用很強(qiáng)的溶劑把印刷電路板上的助焊劑殘留物去掉。
然而,蒙特利爾協(xié)議不容許使用這種工藝。解決的辦法是采用免洗工藝,留在電路板組裝件上的助焊劑殘留物是安全的。但是,用固體含量高的傳統(tǒng)助焊劑是不能達(dá)到這個(gè)安全的水平──它們的侵蝕性太強(qiáng),也太臟。助焊劑廠商開發(fā)了“固體含量低"的助焊劑,它的殘留物可以一直留在板上,不必清洗,因而深受歡迎,但是對工藝控制的要求提高了。
不過,助焊劑并不是電子組裝過程中產(chǎn)生污染的來源。常見的離子污染源有蝕刻、電鍍、鍍錫或者整平助焊劑殘留物、質(zhì)量不好的阻焊膜、性或者臨時(shí)性阻焊膜未固化、粉塵、潮氣、手指上的油污、元件的包裝材料,以及維護(hù)機(jī)器時(shí)使用的潤滑油(尤其是波峰焊傳送帶上的潤滑油)。
對于高可靠性產(chǎn)品供應(yīng)商,例如為航空航天部門提供電子產(chǎn)品的供應(yīng)商,他們不想對組裝件進(jìn)行清洗,又不能冒組裝后污染超標(biāo)的風(fēng)險(xiǎn),任何不干凈的做法都會(huì)帶來嚴(yán)重的問題,故障可能是性命攸關(guān)的大事。于是廠商用污染度測試儀定期地對樣品進(jìn)行測試,用這個(gè)辦法解決這個(gè)問題,確保產(chǎn)品是“干凈"的。
但是,現(xiàn)在情況改變了,為了達(dá)到歐洲限制有害物質(zhì)(RoHS)法規(guī)的要求,所有制造商用無鉛焊料取代了鉛錫焊料。RoHS法規(guī)已于2006年7月生效,其他地區(qū)可能會(huì)跟著制定類似的法例,在制造電子產(chǎn)品時(shí)禁止使用鉛(還有其他有害物質(zhì)),這改變了電子制造的面貌。一般用途的產(chǎn)品,例如計(jì)算器、煙霧檢測器和電子玩具,如果偶然壞了,只不過是收回?fù)Q一個(gè)的問題,不會(huì)惹上官司。對于這類產(chǎn)品的制造商來講,在過去并不要求使用污染度測試儀。













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