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電子器件精密組件在線通過式水基清洗工藝要點解析,合明科技
發布時間:2021-06-30      標識:cnunibright1   編號:166591        瀏覽次數:30165        返回新聞

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 深入分析 電子器件在線通過式水基清洗工藝要點,合明科技

 

在當今電子器件、組件的工藝制程中,為獲得高品質高可靠性的產品,清洗,特別是水基清洗在制程中得到越來越廣泛的應用。特別是在5G通訊,航天航空,汽車電子,軍工軍品,醫療設備,人工智能等等行業和產業產品中,高可靠性的要求是為了保證整個功能體系能安全可靠運行的基礎。水基清洗在這類器件、組件的制程中具有突出的表性,特別在大型規?;a中,可有效保障更為可靠的工藝指標和穩定性。通常會采用在線通過式清洗工藝來實現器件和組件的批量生產制程,隨著在線工藝的廣泛應用,其中的工藝要點和掌握是能保證出產產品質量的重要因素。以下就這些要點作幾點闡述:

 

 

針對電子制程精密焊后清洗的不同要求,合明科技在水基清洗方面有比較豐富的經驗,對于有著低表面張力、低離子殘留、配合不同清洗工藝使用的情況,自主開發了較為完整的水基系列產品,精細化對應涵蓋從半導體封測到PCBA組件終端,包括有水基和半水基清洗劑,堿性和中性的水基清洗劑等。具體表現在,在同等的清洗力的情況下,合明科技的兼容性較佳,兼容的材料更為廣泛;在同等的兼容性下,合明科技的清洗劑清洗的錫膏種類更多(測試過的錫膏品種有ALPHA、IC、INDIUM、SUPER-FLEX、URA、TONGFANG、JISSYU、HANDA、OFT、WTO等品牌;測試過的焊料合金包括SAC305、SAC307、6337、925等不同成分),清洗速度更快,離子殘留低、干凈度更好。

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一、器件和組件

比如POP、SIP、IGBT、PCBA,清洗主要是為了去除在焊接中所產生的焊劑或焊膏的殘余物、污垢。首先要針對焊接所用的焊膏和錫膏的可清洗性進行水基清洗劑的選型和匹配,在常規工藝條件或者特定工藝條件下面進行測試,水基清洗劑能夠將焊劑和焊膏殘余物能夠徹底清除而達到干凈度的要求。匹配性很重要,既要考慮殘留物的可清洗性,同時也要考慮水基清洗劑的清洗能力和力度。在預設的工藝條件下面,污垢能徹底清除干凈,才能達到首要的技術指標。

二、被清洗物上往往有多種物質材料構成

被清洗物上往往有多種物質材料構成,包括金屬材料、非金屬材料、化學材料。比如SIP,通常上面包括了鍍金面,銀表面,芯片表面鋁層,焊料合金表面,元件表面的化學涂覆層,粉沫冶金器件的非金屬材料以及包括阻焊膜、字符等等化學材料,都需要在清洗制程中,不會受到影響或者影響在可允許范圍之內。

材料兼容性是水基清洗中最繁瑣同時也是重要的考慮因素,水基清洗劑選型在針對被清洗物上材料兼容性的考量所占的權重比大,涉及面廣,測試驗證手續復雜。需要有一系統規范的驗證方式來針對材料兼容性進行系統的驗證和評估。才可能保證被清洗物件等等材料在清除污垢后,能保證這些材料原有的功能特性。當然,同時也需考慮運行設備與清洗劑所接觸的材料的兼容性,清洗機上的泵,閥,管件,噴頭,輸送及密封材料都需做水基清洗劑的材料兼容性測試。

 

三、清洗干凈度的評價和評估

往往采取兩個方式:

1.裸眼經40~100倍的顯微放大觀察清洗物表面殘余物的狀況,以見不到殘余物為評判依據。

2.使用表面離子污染度檢測方式對被清洗物表面進行檢測,以檢測的數據比照技術指標要求評價。

在實際生產應用中,特別關注低托高,micro gap。比如說在器件底部,包括Chip件、QFN底部,芯片或者是倒裝芯片底部殘留物的去除狀況。往往當這些底部的殘余物能夠有效去除,那么其他部位的殘余物也應可以評判為完全去除。QFM和芯片底部必須采用機械方式打開,觀測底部殘留物的狀況來評判干凈度,為了達到Micro gap的托高底部的殘留物清除,清洗劑物理化學特性(比方說表面張力)和清洗設備噴淋的角度、壓力、方向以及噴淋的時間溫度都對底部清除污垢有很大的影響度。

四、清洗劑在在線通過式清洗工藝中的性能穩定性

清洗劑在在線通過式清洗工藝中的性能穩定性,需要有相應的技術手段來進行監測和管控,以保證清洗性能的發揮或材料兼容性的穩定。在這些監測數據中,最重要的是清洗劑的使用濃度可控范圍之內,建議使用在線噴淋通過機的用戶裝配在線清洗劑濃度監測裝置,以監測清洗劑在使用中的濃度變化。因為在線噴淋機的設備特性,在使用運行中,清洗劑的濃度變化比較大,如不能有效的監控清洗劑的濃度,將會產生材料兼容性方面的風險。一般來說,清洗劑在機內運行,隨著時間的關系,濃度會升高,常規需要通過添加DI水來保證清洗劑的濃度穩定。使用在線濃度檢測儀,可使用人工添加水和自動添加水的方式進行濃度控制。

五、清洗劑的消耗和壽命

在線通過式噴淋機用水基清洗劑的消耗有三個組成部分: 氣霧損耗、被清洗物和網帶的帶離損耗、清洗劑到達壽命終點的全液更換。在這三項消耗中,較大的組成往往是氣霧損耗,氣霧損耗很大程度是噴淋機固有的機械特性所決定。人為可改變調整的程度不高,用戶需在設備選型的時候關注此項技術指標。

清洗劑的壽命,以目前的技術手段,無法監測清洗劑的壽命,通常在產線中,以產線的實際檢測干凈度的標準,觀察檢測清洗劑的壽命終點,而后,保留和預留一部分安全余量來進行清洗劑全量更換的依據。往往用戶會把清洗劑的濃度和壽命混為一談,這兩項技術指標分屬不同的技術內容。壽命影響因素有清洗劑的選型、污垢的成分和在被清洗物上污垢的含量、設置的清洗溫度和設備的損耗狀況等等因素有關,所以說無法用一個簡單固定的方式來評判清洗劑的壽命,需要在生產實際中累計數據,從而界定清洗劑的壽命。

六、清洗劑和漂洗水的泡沫

因為清洗劑和漂洗水在噴淋機中處在高溫高壓下運行,非常容易產生泡沫,泡沫過多影響機器的正常運行和狀態觀察。所以,清洗劑的泡沫允許在一定范圍而保證清洗機噴淋壓力穩定,如果泡沫過多或者難以消除,清洗劑中含著的氣泡和空氣,會降低清洗噴淋壓力,影響清洗效果。漂洗水的泡沫也值得關注,同樣的道理,只要泡沫能夠有效的排除,不影響清洗劑的工作狀態和設備運行的觀測。

七、關于在線噴淋式清洗機運行中所產生的氣味

噴淋清洗機在運行狀態中,機內處于負壓狀態,空氣應該從機外向機里流動,以此正常狀態,清洗劑的味道不應在機外擴散和蔓延,影響作業環境和人員感受。如果發現清洗劑的氣味逸出蔓延,應調整機內的負壓狀態來實現防止清洗劑外泄,保證作業環境的清潔和空氣質量。

以上一文,僅供參考!

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