系统设计与工艺考量

three · 发表于 2021-6-1 10:47

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本帖最后由 three 于 2021-6-1 10:50 编辑

随着环保理念的深入人心、政府对破坏大气层的罪魁祸首氟利昂的禁用，业界寻找了免清洗工艺来节省成本和致力于环保，但随着组装密度和复杂性不断提高，引脚和焊盘之间的间隙越来越小，许多人开始担心电路板上的微粒对于电气性能潜在危害，随着使用时间的推移，不清洗PCBA可能会存在电化学迁移、漏电电流、高频电路中的信号失真等潜在风险。    近两年从国外开始重视起清洗问题，出现了许多的清洗设备供应商和方案公司，提供清洗设备、溶剂和清洗工艺服务。我国军工企业也相应开始这方面的应用研究，代工和生产制造企业的PCBA清洗的顾客要求越来越多。    对于清洗问题，在产品的生命周期中所有与产品有关的人员都必须把清洗纳入他们的计划中，从产品的策划设计开始就要考虑清洗的可制造性设计，PCB的设计、元器件的选择、组装工艺要求对产线的改造等等。
   大多数设计师把清洗列为设计以后的事情，留给工艺工程师去做，但是PCB的布局设计对清洗的能力的影响极大，后续生产制造中的清洗并非能解决所有问题。
1 控制PCB及元器件清洁度
来料PCB与元器件应保证表面无明显污染物，元器件表面的污染物也会因工艺原因带到PCB上。一般PCB的离子污染应控制在1.5mgNaCl/cm2以下，元器件在保持可焊性的同时，要保证同样的清洁度要求。
2 防止PCBA转移过程污染
   在不少企业组装好的PCBA随意堆放，车间环境差，无抽风设备，人员赤手空拳行事，极易引起PCBA板面的污染，汗渍污染却不可避免，因此必须采取必要的措施，保证作业条件必要的清洁度要求。
3 焊料焊剂的选择
   主要包括助焊剂、焊膏、焊锡条、焊锡丝。理想的焊剂在工艺中由于预热及焊接热，还有锡波的清洗，会使焊剂中的活性物质得到充分地利用，将清洁度保持到最佳。此外，SMT使用的部分焊膏的残留物极多，而且去除极难。因此选用焊料焊剂非常重要，最好从通过检测的产品中选择，并进行必要的工艺试验，使之与清洗过程相匹配，再确定使用。
4 加强工艺控制
   PCBA的主要残留物来自焊剂。因此在保证焊接质量的条件下，适当提高焊接时的预热及焊接温度，以及必要的焊接时间，使尽可能多的离子残留会随高温分解或挥发，从而得到清洁的PCBA。此外，其他控制措施，比如采用防潮树脂保护PCBA的表面，间接地防止或降低离子残留物的影响，这也不失一个好办法。在PCBA组装生产过程中，做好组装工夹具SMT钢网、焊接托盘的清洗其目的就是要防止污染，保证PCBA的洁净度。
5 使用清洗工艺
绝大部分的PCBA的离子污染在清洗前难达到小于1.5mgNaCl/cm2，许多要求高的PCBA，必须经过严格的清洗。清洗时既要针对松香或树脂，又要针对离子性的残留，根据化学上的相似相溶原理清洗。清洗就是残留物的溶解过程，因此必须使用极性与非极性的混合溶剂，才能有效的去除PCBA的残留。
6 PCBA清洗注意事项
  （1）印制板组装件装焊后应尽快进行清洗（因为焊剂残留物会随着时间逐渐硬化并形成金属卤酸盐等腐蚀物），彻底清除印制板的残留焊剂、焊料及其它污染物。
  （2）在清洗时要防止有害的清洗剂侵入未完全密封的元器件内，以免对元器件造成损害或潜在的损害。
  （3）印制板组件清洗后，放入40～50℃的烘箱中烘烤干燥20～30分钟，清洗件未干燥前，不应用裸手触摸器件。
  （4）清洗不应对元器件、标识、焊点及印制板产生影响。

rergr · 发表于 2021-6-1 11:16

大多数设计师把清洗列为设计以后的事情，留给工艺工程师去做，但是PCB的布局设计对清洗的能力的影响极大，后续生产制造中的清洗并非能解决所有问题。

dsgh · 发表于 2021-6-1 11:27

随着环保理念的深入人心、政府对破坏大气层的罪魁祸首氟利昂的禁用，业界寻找了免清洗工艺来节省成本和致力于环保，但随着组装密度和复杂性不断提高，引脚和焊盘之间的间隙越来越小，许多人开始担心电路板上的微粒对于电气性能潜在危害，随着使用时间的推移，不清洗PCBA可能会存在电化学迁移、漏电电流、高频电路中的信号失真等潜在风险

芦根苏木 · 发表于 2021-6-1 13:44

从产品的策划设计开始就要考虑清洗的可制造性设计，PCB的设计、元器件的选择、组装工艺要求对产线的改造等等

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