鐵嶺高效過濾器--高效空氣過濾器的發展讓潔凈度測試技術從實驗室走向車間,由于制造工藝變成無鉛,需要更嚴格的工藝控制。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熱溫度來“調節"工藝過程,而用含錫量高的高熔點合金進行焊接時,則是不同的一回事。如果組裝件上的離子污染過多,可能會造成問題,例如由于電解錫須的生長、導體的腐蝕,或者絕緣電阻降低,會引起電路板上的走線短路。
鐵嶺高效過濾器即使略微偏離參數,到ATE測試時也會檢查出一連串的問題,更糟的是以后產品到了現場出問題,那么返修成本又上升了成百倍。有幾種工具可以用于統計過程控制(SPC),但是人們忽略的也許就是污染度測試儀。
鐵嶺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。污染度的數據用圖表示,可以對數據做進一步的統計分析。污染程度與成功地焊接裸板的可能性直接相關,或者與一個組裝件是否是在比工藝參數差的情況下進行焊接直接有關。此外,測試結果也還會表明,組裝件在現場使用時,當暴露在可能會促使金屬互化物生長的條件下,是否可能出現故障。
鐵嶺高效過濾器在這樣一個講法律的時代,嚴格的工藝控制、優質產品的高產量和消費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雜,但操作起來并不復雜。如果設備是作為一種工藝監測工具使用,可以由生手來操作機器,這一點尤其重要。好在現代的儀器是設計成這樣:需要手動的操作是在測試開始時把電路板插進去,在測試結束時把它取出來。所有其他的測試工作都是自動進行的。
在一個典型的測試程序中,開始是準備溶液。在進行一次新的測試時,準備溶液的過程是用泵經過混合離子交換柱把溶液泵入,直到它的導電率很低(或者“更新溶液"),然后把溶液拌勻。
然后按下面的順序進行測試:
1.插入試件。這時有一定數量的測試溶液會流到一個有刻度的溢流容器中,以便測量流出來溶液體積(如果需要,對它進行修正,作為對元件的補償)。
2.由于測試溶液是經過測量單元流到試件上的,測量單元一直監測導電率的上升。空調過濾網到了預定的時間(3至15分鐘),或者在48秒的時間內導電率上升的數量到了接近值的1%時,測試結束。
3.在完成測試后,由計算機進行處理和分析,結果可以在屏幕上看到。測試結果儲存在硬盤上,以便將來使用、進行比較。
4.把溢流腔排空,在容器中加滿溶液更新,以便下次進行測試。
無鉛焊接
國際電工委員會(IEC)和設在美國的連接電子工業協會(IPC)是在電子制造行業深受人們尊敬的機構,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到無鉛焊接時,使用的焊料是。這種三元合金的熔點是219℃,遠遠高于低熔點錫鉛合金的183℃。無鉛焊料的熔點較高,這牽涉到很多問題,但在本質上,它的影響在于工藝窗口收緊了。監管無鉛工藝的制造工程師,現在需要各方面的幫助對工藝進行監控,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。
因為在焊接工藝中,對電路板清潔度的要求很嚴,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。
在風淋室工藝制程結束時,污染度測試儀發揮了它的作用。由測試結果,測試人員可以很快發現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,因而不會對焊接產生影響。
此外,利用污染度測試儀還可以很好地了解溫度曲線預熱階段的效果。預熱是無鉛焊接成敗的一個關鍵因素。我們要確保助焊劑起作用,又要確保板的溫度足夠高,當它進入焊錫槽時──它的溫度高多了,對它的熱沖擊不會過大,這兩者之間要很好平衡。人們往往會調高恒溫器,但這樣做會對FR4板造成嚴重的傷害(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計的)。
如果預熱溫度過高,它的影響有兩方面:助焊劑會玻璃化,使它不能起助焊作用,在板上形成一層不可接受的污染物。第二是板會急劇膨脹,促使層壓板吸收潮氣,結果出現脫層這類現象的風險增大。同樣,組裝工藝中使用的化學品殘留物污染留在次表層也有風險,它會在以后引起電化反應,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,防止對焊好的產品的質量產生影響。
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)的統計過程控制(SPC),污染度測試儀是格外有用的測量儀器。每天或者每小時測試預定數量的樣品,這樣做可以把組裝件上離子污染程度的波動測量出來,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議的結果。蒙特利爾協議是得到支持的倡議,目的是消除CFC。免洗電子組裝件出現之前,助焊劑中含松香(松樹的樹液)和酒精,使松香處在液體狀態。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;二是起傳熱介質的作用,確保焊接溫度是正確的。助焊劑在完成任務之后,要用很強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助焊劑是不能達到這個安全的水平──它們的侵蝕性太強,也太臟。助焊劑廠商開發了“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、質量不好的阻焊膜、性或者臨時性阻焊膜未固化、粉塵、潮氣、手指上的油污、元件的包裝材料,以及維護機器時使用的潤滑油(尤其是波峰焊傳送帶上的潤滑油)。
對于高可靠性產品供應商,例如為航空航天部門提供電子產品的供應商,他們不想對組裝件進行清洗,又不能冒組裝后污染超標的風險,任何不干凈的做法都會帶來嚴重的問題,故障可能是性命攸關的大事。于是廠商用污染度測試儀定期地對樣品進行測試,用這個辦法解決這個問題,確保產品是“干凈"的。
但是,現在情況改變了,為了達到歐洲限制有害物質(RoHS)法規的要求,所有制造商用無鉛焊料取代了鉛錫焊料。RoHS法規已于2006年7月生效,其他地區可能會跟著制定類似的法例,在制造電子產品時禁止使用鉛(還有其他有害物質),這改變了電子制造的面貌。一般用途的產品,例如計算器、煙霧檢測器和電子玩具,如
















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