Analyse détaillée du patch SMT et du plug-in THT traversant PCBA, trois processus de revêtement anti-peinture et technologies clés !
À mesure que la taille des composants PCBA devient de plus en plus petite, la densité devient de plus en plus élevée ; La hauteur de support entre les appareils et les appareils (l'espacement entre le PCB et la garde au sol) devient également de plus en plus petite, et l'influence des facteurs environnementaux sur le PCBA augmente également. Par conséquent, nous proposons des exigences plus élevées en matière de fiabilité du PCBA des produits électroniques.
1. Facteurs environnementaux et leur impact
Des facteurs environnementaux courants tels que l'humidité, la poussière, le brouillard salin, la moisissure, etc. peuvent provoquer divers problèmes de défaillance du PCBA.
Humidité
Presque tous les composants électroniques des PCB présents dans l'environnement externe sont exposés à un risque de corrosion, parmi lesquels l'eau est le milieu de corrosion le plus important. Les molécules d'eau sont suffisamment petites pour pénétrer dans l'espace moléculaire de certains matériaux polymères et pénétrer à l'intérieur ou atteindre le métal sous-jacent à travers le trou d'épingle du revêtement pour provoquer une corrosion. Lorsque l'atmosphère atteint une certaine humidité, cela peut provoquer une migration électrochimique des PCB, un courant de fuite et une distorsion du signal dans le circuit haute fréquence.
Vapeur/humidité + contaminants ioniques (sels, agents actifs de flux) = électrolytes conducteurs + tension de contrainte = migration électrochimique
Lorsque l'humidité relative dans l'atmosphère atteint 80 %, il y aura un film d'eau d'une épaisseur de 5 à 20 molécules et toutes sortes de molécules pourront se déplacer librement. Lorsque du carbone est présent, des réactions électrochimiques peuvent se produire.
Lorsque l'humidité relative atteint 60 %, la couche superficielle de l'équipement formera un film d'eau épais de 2 à 4 molécules d'eau. Lorsque des polluants se dissolvent, il y aura des réactions chimiques ;
Lorsque l'humidité relative < 20 % dans l'atmosphère, presque tous les phénomènes de corrosion s'arrêtent.
Par conséquent, la résistance à l’humidité est un élément important de la protection du produit.
Pour les appareils électroniques, l’humidité se présente sous trois formes : la pluie, la condensation et la vapeur d’eau. L'eau est un électrolyte qui dissout de grandes quantités d'ions corrosifs qui corrodent les métaux. Lorsque la température d'une certaine partie de l'équipement est inférieure au « point de rosée » (température), il y aura de la condensation en surface : pièces structurelles ou PCBA.
Poussière
Il y a de la poussière dans l'atmosphère, les polluants ioniques adsorbés par la poussière se déposent à l'intérieur des équipements électroniques et provoquent des pannes. Il s'agit d'un problème courant en cas de pannes électroniques sur le terrain.
La poussière est divisée en deux sortes: la poussière grossière a un diamètre de 2,5 à 15 microns de particules irrégulières, ne causera généralement pas de défauts, d'arcs et autres problèmes, mais affectera le contact du connecteur ; Les poussières fines sont des particules irrégulières d'un diamètre inférieur à 2,5 microns. La poussière fine a une certaine adhérence sur le PCBA (placage), qui ne peut être éliminée qu'avec une brosse antistatique.
Risques de poussière: un. En raison du dépôt de poussière sur la surface du PCBA, une corrosion électrochimique est générée et le taux de défaillance augmente ; b. La poussière + la chaleur humide + le brouillard salin ont causé les plus grands dommages au PCBA, et la panne de l'équipement électronique a été la plus importante dans l'industrie chimique et la zone minière près de la côte, dans le désert (terre saline-alcaline) et au sud de la rivière Huaihe pendant la moisissure et saison des pluies.
La protection contre la poussière est donc un élément important du produit.
Brouillard salin
La formation de brouillard salin :Les embruns salins sont provoqués par des facteurs naturels tels que les vagues océaniques, les marées, la pression de la circulation atmosphérique (mousson), l’ensoleillement, etc. Il dérivera vers l'intérieur des terres avec le vent et sa concentration diminuera avec l'éloignement de la côte. Habituellement, la concentration de brouillard salin est de 1% de la côte lorsqu'elle se trouve à 1 km de la côte (mais elle soufflera plus loin en période de typhon).
La nocivité du brouillard salin :un. endommager le revêtement des pièces structurelles métalliques ; b. L'accélération de la vitesse de corrosion électrochimique entraîne la rupture des fils métalliques et la défaillance des composants.
Sources de corrosion similaires :un. La sueur des mains contient du sel, de l'urée, de l'acide lactique et d'autres produits chimiques qui ont le même effet corrosif sur les équipements électroniques que le brouillard salin. Par conséquent, des gants doivent être portés lors de l’assemblage ou de l’utilisation, et le revêtement ne doit pas être touché à mains nues ; b. Le flux contient des halogènes et des acides qui doivent être nettoyés et leur concentration résiduelle contrôlée.
Par conséquent, la prévention du brouillard salin constitue un élément important de la protection des produits.
Moule
Le mildiou, le nom commun des champignons filamenteux, signifie « champignons moisis », ont tendance à former un mycélium luxuriant, mais ne produisent pas de grandes fructifications comme les champignons. Dans les endroits humides et chauds, de nombreux éléments poussent à l'œil nu, certaines colonies floues, floculantes ou en forme de toile d'araignée, c'est-à-dire des moisissures.
FIGUE. 5 : Phénomène de moisissure des PCB
Dommages causés par la moisissure: un. la phagocytose et la propagation des moisissures entraînent le déclin, l'endommagement et la défaillance de l'isolation des matériaux organiques ; b. Les métabolites des moisissures sont des acides organiques qui affectent l’isolation et la résistance électrique et produisent un arc électrique.
L’anti-moisissure est donc un élément important des produits de protection.
Compte tenu des aspects ci-dessus, la fiabilité du produit doit être mieux garantie, il doit être isolé le plus bas possible de l'environnement extérieur, c'est pourquoi le processus de revêtement de forme est introduit.
Revêtement du PCB après le processus de revêtement, sous l'effet de tir de la lampe violette, le revêtement original peut être si beau !
Trois revêtements anti-peinturefait référence au revêtement d'une fine couche isolante protectrice sur la surface du PCB. Il s'agit de la méthode de revêtement après soudage la plus couramment utilisée à l'heure actuelle, parfois appelée revêtement de surface et revêtement conforme (nom anglais : revêtement, revêtement conforme). Il isolera les composants électroniques sensibles de l'environnement difficile, pourra considérablement améliorer la sécurité et la fiabilité des produits électroniques et prolonger la durée de vie des produits. Trois revêtements anti-peinture peuvent protéger les circuits/composants des facteurs environnementaux tels que l'humidité, les polluants, la corrosion, les contraintes, les chocs, les vibrations mécaniques et le cycle thermique, tout en améliorant la résistance mécanique et les caractéristiques d'isolation du produit.
Après le processus de revêtement du PCB, formez un film protecteur transparent sur la surface, peut empêcher efficacement l'intrusion d'eau et d'humidité, éviter les fuites et les courts-circuits.
2. Principaux points du processus de revêtement
Selon les exigences de l'IPC-A-610E (Electronic Assembly Testing Standard), cela se reflète principalement dans les aspects suivants :
Région
1. Zones ne pouvant pas être recouvertes :
Zones nécessitant des connexions électriques, telles que des plots dorés, des doigts dorés, des trous traversants métalliques, des trous de test ;
Batteries et fixateurs de batteries ;
Connecteur ;
Fusible et boîtier ;
Dispositif de dissipation thermique ;
Fil de liaison ;
La lentille d'un appareil optique ;
Potentiomètre;
Capteur;
Aucun interrupteur scellé ;
Autres zones où le revêtement peut affecter les performances ou le fonctionnement.
2. Zones à revêtir: tous les joints de soudure, broches, composants et conducteurs.
3. Zones facultatives
Épaisseur
L'épaisseur est mesurée sur une surface plane, sans entrave et durcie du composant du circuit imprimé ou sur une plaque fixée qui subit le processus avec le composant. Les cartes attachées peuvent être du même matériau que les cartes imprimées ou d'autres matériaux non poreux, tels que le métal ou le verre. La mesure de l’épaisseur du film humide peut également être utilisée comme méthode facultative de mesure de l’épaisseur du revêtement, à condition qu’il existe une relation de conversion documentée entre l’épaisseur du film humide et sec.
Tableau 1 : Plage d'épaisseur standard pour chaque type de matériau de revêtement
Méthode de test d'épaisseur :
1. Outil de mesure de l’épaisseur du film sec : un micromètre (IPC-CC-830B) ; b Testeur d'épaisseur de film sec (base en fer)
Figure 9. Appareil à film sec micrométrique
2. Mesure de l'épaisseur du film humide : l'épaisseur du film humide peut être obtenue par un instrument de mesure de l'épaisseur du film humide, puis calculée par la proportion de contenu solide de colle
Épaisseur du film sec
Dans la fig. 10, l'épaisseur du film humide a été obtenue par le testeur d'épaisseur de film humide, puis l'épaisseur du film sec a été calculée
Résolution des bords
Définition: Dans des circonstances normales, la pulvérisation de la valve de pulvérisation hors du bord de la ligne ne sera pas très droite, il y aura toujours une certaine bavure. Nous définissons la largeur de la bavure comme résolution du bord. Comme indiqué ci-dessous, la taille de d est la valeur de la résolution des bords.
Remarque : La résolution des bords est certainement la plus petite, la meilleure, mais les différentes exigences des clients ne sont pas les mêmes, donc la résolution spécifique des bords enduits doit répondre aux exigences du client.
Figure 11 : Comparaison de la résolution des bords
Uniformité
La colle doit avoir une épaisseur uniforme et un film lisse et transparent recouvert dans le produit, l'accent est mis sur l'uniformité de la colle recouverte dans le produit au-dessus de la zone, puis elle doit avoir la même épaisseur, il n'y a pas de problèmes de processus : fissures, stratification, lignes oranges, pollution, phénomène capillaire, bulles.
Figure 12 : Effet de revêtement de la machine de revêtement automatique axiale automatique de la série AC, l'uniformité est très constante
3. La réalisation du processus de revêtement
Processus de revêtement
1 Préparez-vous
Préparer les produits et la colle et autres éléments nécessaires ;
Déterminer l'emplacement de la protection locale ;
Déterminer les détails clés du processus
2 : Laver
Doit être nettoyé dans les plus brefs délais après le soudage, pour éviter que la saleté du soudage soit difficile à nettoyer ;
Déterminer si le polluant principal est polaire ou non polaire afin de choisir l'agent nettoyant approprié ;
Si un agent de nettoyage à base d'alcool est utilisé, il convient de prêter attention aux questions de sécurité : il doit y avoir de bonnes règles de ventilation, de refroidissement et de séchage après le lavage, pour éviter la volatilisation du solvant résiduel causée par l'explosion dans le four ;
Nettoyage à l'eau, avec un liquide de nettoyage alcalin (émulsion) pour laver le flux, puis rincer à l'eau pure pour nettoyer le liquide de nettoyage, afin de répondre aux normes de nettoyage ;
3. Protection par masquage (si aucun équipement de revêtement sélectif n'est utilisé), c'est-à-dire masque ;
Il faut choisir un film non adhésif qui ne transférera pas le ruban de papier ;
Un ruban de papier antistatique doit être utilisé pour la protection des circuits intégrés ;
Selon les exigences des dessins pour certains dispositifs de protection ;
4. Déshumidifier
Après le nettoyage, le PCBA (composant) blindé doit être pré-séché et déshumidifié avant le revêtement ;
Déterminer la température/temps de pré-séchage en fonction de la température autorisée par PCBA (composant) ;
PCBA (composant) peut être autorisé à déterminer la température/le temps de la table de pré-séchage
5 couches
Le processus de revêtement de forme dépend des exigences de protection PCBA, de l'équipement de traitement existant et de la réserve technique existante, qui est généralement réalisée de la manière suivante :
un. Brosser à la main
Figure 13 : Méthode de brossage des mains
Le revêtement au pinceau est le processus le plus largement applicable, adapté à la production en petits lots, à la structure PCBA complexe et dense, nécessaire pour protéger les exigences de protection des produits agressifs. Parce que le revêtement au pinceau peut être contrôlé librement, de sorte que les pièces qui ne sont pas autorisées à peindre ne soient pas polluées ;
Le revêtement au pinceau consomme le moins de matière, ce qui convient au prix plus élevé de la peinture à deux composants ;
Le processus de peinture impose des exigences élevées à l'opérateur. Avant la construction, les dessins et les exigences de revêtement doivent être soigneusement digérés, les noms des composants PCBA doivent être reconnus et les pièces qui ne peuvent pas être revêtues doivent être marquées avec des marques accrocheuses ;
Les opérateurs ne sont à aucun moment autorisés à toucher le plug-in imprimé avec leurs mains pour éviter toute contamination ;
b. Tremper à la main
Figure 14 : Méthode de revêtement par immersion manuelle
Le processus de revêtement par trempage fournit les meilleurs résultats de revêtement. Un revêtement uniforme et continu peut être appliqué sur n’importe quelle partie du PCBA. Le processus de revêtement par immersion ne convient pas aux PCbas dotés de condensateurs réglables, de noyaux magnétiques de réglage fin, de potentiomètres, de noyaux magnétiques en forme de coupelle et de certaines pièces présentant une mauvaise étanchéité.
Paramètres clés du processus de revêtement par immersion :
Ajustez la viscosité appropriée ;
Contrôlez la vitesse à laquelle le PCBA est soulevé pour empêcher la formation de bulles. Généralement pas plus de 1 mètre par seconde ;
c. Pulvérisation
La pulvérisation est la méthode de traitement la plus largement utilisée et la plus facile à accepter, divisée en deux catégories suivantes :
① Pulvérisation manuelle
Figure 15 : Méthode de pulvérisation manuelle
Convient à la pièce à usiner est plus complexe, difficile de compter sur la situation de production de masse d'équipement d'automatisation, également adapté à la variété de la gamme de produits mais moins de situation, peut être pulvérisé dans une position plus spéciale.
Remarque concernant la pulvérisation manuelle : le brouillard de peinture polluera certains appareils, tels que le plug-in PCB, la prise IC, certains contacts sensibles et certaines pièces de mise à la terre, ces pièces doivent faire attention à la fiabilité de la protection de l'abri. Un autre point est que l'opérateur ne doit à aucun moment toucher la fiche imprimée avec sa main pour éviter toute contamination de la surface de contact de la fiche.
② Pulvérisation automatique
Il s'agit généralement d'une pulvérisation automatique avec un équipement de revêtement sélectif. Convient à la production de masse, bonne consistance, haute précision, peu de pollution environnementale. Avec la modernisation de l'industrie, l'augmentation du coût de la main-d'œuvre et les exigences strictes en matière de protection de l'environnement, les équipements de pulvérisation automatique remplacent progressivement les autres méthodes de revêtement.
Avec les exigences croissantes d’automatisation de l’industrie 4.0, l’accent de l’industrie est passé de la fourniture d’équipements de revêtement appropriés à la résolution du problème de l’ensemble du processus de revêtement. Machine de revêtement sélectif automatique - revêtement précis et sans gaspillage de matériau, adapté à de grandes quantités de revêtement, plus adapté aux grandes quantités de trois revêtements anti-peinture.
Comparaison demachine de revêtement automatiqueetprocédé de revêtement traditionnel
Revêtement de peinture traditionnel PCBA à trois épreuves :
1) Revêtement à la brosse : il y a des bulles, des vagues, une épilation à la brosse ;
2) Écriture : trop lente, la précision ne peut être contrôlée ;
3) Trempage de toute la pièce : trop de gaspillage de peinture, vitesse lente ;
4) Pulvérisation au pistolet : à la protection du luminaire, dérive trop
Revêtement de machine de revêtement :
1) La quantité de peinture par pulvérisation, la position et la zone de peinture par pulvérisation sont définies avec précision, et il n'est pas nécessaire d'ajouter des personnes pour essuyer le tableau après la peinture par pulvérisation.
2) Certains composants enfichables avec un grand espacement du bord de la plaque peuvent être peints directement sans installer le luminaire, économisant ainsi le personnel d'installation de la plaque.
3) Aucune volatilisation des gaz, pour garantir un environnement de fonctionnement propre.
4) Tout le substrat n'a pas besoin d'utiliser de fixations pour recouvrir le film de carbone, éliminant ainsi la possibilité de collision.
5) Trois épaisseurs de revêtement anti-peinture uniformes améliorent considérablement l'efficacité de la production et la qualité du produit, mais évitent également le gaspillage de peinture.
La machine automatique de revêtement anti-peinture à trois PCBA est spécialement conçue pour la pulvérisation de trois équipements de pulvérisation intelligents anti-peinture. Parce que le matériau à pulvériser et le liquide de pulvérisation appliqué sont différents, la machine de revêtement dans la construction de la sélection des composants de l'équipement est également différente, trois machines de revêtement anti-peinture adoptent le dernier programme de contrôle informatique, peuvent réaliser la liaison à trois axes, en même temps équipé d'un système de positionnement et de suivi de caméra, peut contrôler avec précision la zone de pulvérisation.
Trois machines de revêtement anti-peinture, également connues sous le nom de trois machines de colle anti-peinture, trois machines de pulvérisation de colle anti-peinture, trois machines de pulvérisation d'huile anti-peinture, trois machines de pulvérisation anti-peinture, sont spécialement destinées au contrôle des fluides, sur la surface du PCB. recouvert d'une couche de trois anti-peinture, telle que méthode d'imprégnation, de pulvérisation ou de revêtement par rotation sur la surface du PCB recouverte d'une couche de résine photosensible.
Comment résoudre la nouvelle ère de la demande de trois revêtements anti-peinture est devenu un problème urgent à résoudre dans l'industrie. L'équipement de revêtement automatique représenté par la machine de revêtement sélectif de précision apporte une nouvelle façon de fonctionner,revêtement précis et sans gaspillage de matériaux, le plus approprié pour un grand nombre de trois revêtements anti-peinture.
