Tecnologia PCBA - Introduzione al controllo di pulizia dei circuiti stampati PCB

La pulizia ha ricevuto sempre più attenzione nell'industria dei macchinari e microelettronica. Questo articolo introduce principalmente il concetto di pulizia, pulizia del particolato e metodi di rilevamento degli inquinanti ionici, e combinato con la situazione in questo laboratorio, introduce le relative apparecchiature per il rilevamento della pulizia.

1 Introduzione

1.1 Concetto di pulizia

La pulizia indica la quantità di sporco rimanente su una determinata superficie di una parte o prodotto dopo la pulizia. In generale, la quantità di sporco include metriche come tipo, forma, dimensione, quantità e peso.

1.2 Necessità di controlli di pulizia

1.2.1 Controllo della pulizia delle autovetture

Il controllo della pulizia è un collegamento importante per garantire che il prodotto soddisfi i requisiti qualitativi durante il processo produttivo. Il suo impatto sull'auto si manifesta principalmente in due aspetti:

Da un lato, l'impatto sulle prestazioni del prodotto. Ad esempio, il blocco della linea del carburante causa difficoltà nell'avviamento del motore o potenza insufficiente, il blocco della linea dell'olio lubrificante porta a una pressione insufficiente o inesistente dell'olio, che aumenta l'attrito tra le coppie mobili, il motore non può esercitare potenza effettiva e provoca persino il blocco del cilindro. La linea dei freni è bloccata. Ridurrà l'effetto frenante o causerà un guasto alla frenata.

D'altra parte, l'impatto sulla vita del veicolo. Una fabbrica domestica ha condotto un test sull'impatto della pulizia sulla vita del motore. Le statistiche mostrano che dopo il trattamento di pulizia delle parti del motore diesel e dell'intera macchina, la vita del motore diesel è più che raddoppiata.

1.2.2 Controllo della pulizia del circuito stampato

Le prestazioni del circuito stampato sono direttamente correlate alla quantità specifica di residui visibili e invisibili tra le pastiglie e i fori su tutte le aree del circuito attivo. In un ambiente umido, l'inquinamento ionico può causare molti problemi, come i cortocircuiti tra i conduttori causati dalla crescita del cristallo, o la corrosione diretta dei conduttori per ridurre l'impedenza superficiale del prodotto. Per il circuito stampato, è particolarmente importante monitorare il grado di inquinamento ionico per garantire l'affidabilità del prodotto.

I principali inquinanti che possono essere esposti nella produzione di circuiti integrati sono: impurità di particolato, ioni inorganici, sostanze organiche, microrganismi e impurità di gas. In generale, temperatura inadeguata, umidità, illuminazione, rumore elettrostatico ed elettromagnetico eccessivo, rumore dell'aria e micro-vibrazione sono anche inquinanti speciali. Tra questi, quando la quantità di impurità del particolato, ioni inorganici, sostanze organiche, microrganismi e impurità del gas supera un certo limite, causerà graffi superficiali, disconnessioni del modello, cortocircuiti, fori di spillo e sbucciatura di prodotti a circuito integrato, con conseguente perdita di circuito, Le caratteristiche elettriche sono anormali. Quelli più leggeri influenzeranno le prestazioni del circuito e la durata, e quelli più gravi possono causare la rottamazione del circuito. La temperatura, l'umidità, l'illuminamento e l'elettricità statica eccessiva, le vibrazioni e il rumore non solo influenzano la precisione di elaborazione e la durata delle apparecchiature di processo, ma influenzano anche le emozioni degli operatori, che a loro volta influiscono sulla qualità, l'efficienza produttiva e la resa dei circuiti integrati. La percentuale di guasti al prodotto dovuti a problemi di inquinamento può arrivare fino al 60%.

2 Metodo di prova della pulizia

Il metodo di prova di pulizia è molto importante per il controllo di processo, la garanzia della qualità e l'analisi dei guasti. Il metodo di prova consiste nel sintetizzare le procedure dettagliate utilizzate per ottenere i dati di pulizia del soggetto in prova quali varie parti meccaniche ed elettroniche.

Alcuni contaminanti sulla superficie del pezzo possono essere rilevati direttamente, mentre altri devono essere rilevati con metodi indiretti. Ad esempio, la pulizia dei componenti e delle cavità del sistema nelle macchine è solitamente determinata da metodi indiretti, utilizzando il grado di inquinamento del fluido di lavoro o del fluido di processo (fluido di pulizia) utilizzato, come la pulizia del sistema idraulico testando la pulizia dell'olio idraulico Grado per determinare. Il rilevamento indiretto riguarda principalmente la raccolta di campioni di olio, la purificazione e la pesatura di campioni di olio. CTI Cleanliness Laboratory sta inoltre sviluppando metodi di pulizia indiretta basati su un gran numero di metodi di pulizia diretta.

Il grado di contaminazione ionica viene misurato anche con metodi indiretti. In primo luogo, sciacquare la superficie del circuito stampato con una soluzione di prova, sciogliere la contaminazione ionica nella soluzione di risciacquo e quindi rilevare la resistività o conducibilità dell'estratto. Il metodo di rilevazione principale è il metodo equivalente NaCl. E cromatografia ionica.

2.1 Panoramica dei metodi:

Per la pulizia del particolato, ci sono 5 metodi di rilevazione comunemente usati: metodo di ispezione visiva, metodo di luminescenza a fluorescenza, metodo di pesatura, metodo dell'angolo di contatto, metodo della quantità di dimensione delle particelle.

Per la prova di pulizia del circuito stampato, ci sono principalmente metodo equivalente NaCl e cromatografia ionica.

Metodo di ispezione visiva: Il metodo di ispezione visiva è un metodo di ispezione relativamente semplice. La superficie esterna o la superficie della cavità interna della parte che può essere osservata sotto una lente d'ingrandimento o un microscopio viene ispezionata direttamente manualmente. E poi identificare se le particelle di inquinamento sono metallo, non metallo o fibra, e le sue dimensioni. Il metodo di ispezione visiva pricipalmente è utilizzato per ispezionare le particelle relativamente grandi ed evidenti, macchie, macchie di ruggine e altro inquinamento che rimangono sulla superficie delle parti. Lo svantaggio principale di questo metodo è che i risultati delle ispezioni sono facilmente interferiti da fattori umani.

Metodo di fluorescenza: utilizza principalmente la luce ultravioletta per rilevare la pulizia della superficie della parte. Sotto l'irradiazione di luce ultravioletta, le particelle inquinanti sulla superficie fluoresceno. Secondo la fluorescenza, la posizione dello sporco sulla superficie della parte può essere rilevata visivamente e l'intensità della fluorescenza può anche essere testata con un rivelatore di segnale per indicare il grado di contaminazione della superficie. Ma se si desidera identificare la composizione e altre caratteristiche degli inquinanti, è necessario fare affidamento su altri metodi di analisi.

Metodo dell'angolo di contatto: Il cosiddetto angolo di contatto è l'angolo trattenuto dal liquido quando forma un equilibrio termodinamico sulla superficie solida. La misurazione dell'angolo di contatto formato tra solido e liquido è una tecnica di analisi ampiamente conosciuta in molti campi simili come adesione, trattamento superficiale e analisi superficiale polimerica. Si tratta di un'analisi superficiale molto sensibile ai cambiamenti a strato singolo di unità multiple. tecnologia. Il metodo dell'angolo di contatto è realizzato principalmente utilizzando un analizzatore di pulizia superficiale. Valuta la differenza tra l'angolo di contatto superficiale (angolo di goccia d'acqua) di vetro, chip, scheda PCB e altri materiali contaminati da olio e l'angolo di vetro e chip. Come pulire il chip e la scheda PCB.

Metodo di pesatura: Il metodo di pesatura è un metodo di prova di pulizia comunemente usato nella produzione industriale e nella prova. È anche il metodo di prova più comunemente usato in questo laboratorio. Il principio di prova è quello di utilizzare il fluido detergente selezionato per pulire un certo numero di campioni in determinate condizioni. Il liquido pulito viene filtrato attraverso una membrana filtrante con una certa dimensione dei pori (le membrane filtranti comunemente utilizzate hanno 5μm, 10μm, 20μm, 30μm, ecc.) e lo sporco viene raccolto sulla superficie della membrana filtrante. La membrana filtrante prima e dopo la filtrazione viene pesata e la differenza tra le due pesature è il peso del contaminante.

Metodo della quantità di granulometria: È un nuovo metodo per testare la pulizia delle parti. Il principio di base è che la superficie da rilevare e le particelle inquinanti hanno diversi tassi di assorbimento o dispersione della luce. Il metodo di prova è lo stesso del metodo gravimetrico. Dopo che la carta filtrante è asciugata, utilizzare un microscopio (il miglior dispositivo è un dispositivo di riconoscimento e analisi dell'immagine con funzione fotografica) per rilevare sotto irradiazione leggera e la dimensione e l'area delle particelle possono essere ottenute. Il risultato della misurazione della contaminazione di particelle solide del pezzo. È adatto per il metodo preciso di rilevazione quantitativa della pulizia, particolarmente adatto per la rilevazione di particelle minuscole e particelle di impurità colorate. Tuttavia, se la membrana filtrante è bianca, il riconoscimento di sporco bianco e bolle può causare errori di giudizio.

Metodo equivalente NaCl: La quantità di ioni conduttivi nella soluzione può essere semplicemente espressa dalla conducibilità della soluzione. Secondo la conducibilità della quantità nota di NaCl nell'estratto, il contenuto sconosciuto di ioni conduttivi può essere semplicemente dato. Il metodo di funzionamento specifico è il seguente: ogni cartone stampato 250mm2 viene risciacquato con 100ml di soluzione in modalità a goccia fino a quando la soluzione viene raccolta nel becher (questo processo richiede almeno 1min). Utilizzare un tester di conducibilità per testare la resistività della soluzione. Il metodo di output del risultato è espresso dall'equivalente NaCl per centimetro quadrato di area.

Cromatografia ionica: Secondo i diversi gradi di adsorbimento e desorbimento di ioni diversi nella fase mobile e nella fase stazionaria, il tempo per gli ioni di passare attraverso la colonna di adsorbimento è diverso per raggiungere la separazione ionica. Quindi in base alla dimensione dell'area di picco ionico, viene calcolata la concentrazione dello ione rilevato. Utilizzare isopropanolo come estrattore per estrarre gli ioni da testare sul circuito stampato PCB e quindi utilizzare la cromatografia ionica per il rilevamento, che si ottiene principalmente facendo affidamento sulla cromatografia ionica. A differenza del metodo equivalente NaCl, la cromatografia ionica può caratterizzare il contenuto di singoli ioni.