Xử lý bề mặt mạch in bằng plasma loại bỏ tạp chất ở cấp độ phân tử mà không ảnh hưởng đến các điểm hàn hoặc các đường dẫn tín hiệu nhỏ. Khắc hóa học và mài mòn cơ học không thể làm được điều đó.
Bài viết này so sánh ba phương pháp tiếp cận về chi phí, tỷ lệ phế phẩm và tác động môi trường, đồng thời giải thích cách các hệ thống plasma tích hợp phù hợp với các dây chuyền SMT và PCBA hiện có.
Chuẩn bị bề mặt cho PCB trần có nghĩa là gì?
Mỗi bo mạch trần đều mang theo cặn bẩn vô hình trước khi bắt đầu lắp ráp. Chất trợ hàn, chất oxy hóa, chất tách khuôn và dầu xử lý làm giảm năng lượng bề mặt và cản trở sự thấm ướt của chất hàn. Một quy trình xử lý đúng cách quy trình làm sạch PCB Loại bỏ các lớp này để các mối hàn hình thành hoàn toàn và các lớp phủ liên kết mà không có khoảng trống bên dưới.
Ảnh hưởng của chất gây ô nhiễm đến mối hàn và lớp phủ
Năng lượng bề mặt thấp gây ra hiện tượng hình thành các hạt hàn, bong tróc và các điểm mỏng trong lớp phủ bảo vệ. Những khuyết tật này thường chỉ xuất hiện sau khi sản phẩm trải qua chu kỳ nhiệt hoặc tiếp xúc với độ ẩm, khiến việc tìm ra nguyên nhân trở nên tốn kém.
Những tiêu chuẩn nào quy định yêu cầu về độ sạch của bảng mạch in (PCB)?
Các tiêu chuẩn IPC-A-610 và IPC J-STD-001 quy định các tiêu chí chấp nhận về chất lượng mối hàn và độ sạch bề mặt trong toàn ngành công nghiệp điện tử. Các nhà sản xuất sử dụng các tiêu chuẩn này để xác định ngưỡng đạt hoặc không đạt trong quá trình kiểm tra đầu vào và kiểm tra trong quá trình sản xuất.
So sánh phương pháp làm sạch PCB truyền thống với phương pháp làm sạch bằng plasma thì như thế nào?
Quá trình rửa mạch in bằng dung môi hoặc hóa chất dạng lỏng giúp hòa tan cặn bẩn trên bề mặt, sau đó cần phải rửa lại và làm khô trước khi mạch được chuyển sang công đoạn tiếp theo. Nước rửa phải được xử lý trước khi thải ra môi trường, và một số dung môi thuộc loại chất thải nguy hại theo quy định ở hầu hết các khu vực.
Thay vào đó, công nghệ plasma PCB sử dụng khí ion hóa để phân tách các chất gây ô nhiễm thành các sản phẩm phụ dễ bay hơi, được loại bỏ bằng luồng khí hoặc hút chân không. Không có chất lỏng nào tiếp xúc với bo mạch, do đó không cần bước sấy khô và không có dòng nước thải cần xử lý sau đó.
Những hạn chế của quá trình khắc hóa học và mài mòn cơ học
Khắc hóa học Có thể làm hỏng các đường dẫn đồng nhỏ nếu thời gian hoặc nồng độ bị lệch dù chỉ một chút. Ma sát cơ học có nguy cơ làm xước lớp phủ hàn và làm bong tróc các linh kiện thụ động nhỏ trên các bo mạch có mật độ linh kiện cao.
Các yếu tố môi trường và ESG cần xem xét đối với nhà sản xuất
Việc thay thế quy trình làm sạch bằng dung môi bằng plasma loại bỏ hoàn toàn một dòng chất thải hóa học khỏi quy trình. Điều này trực tiếp hỗ trợ các mục tiêu báo cáo ESG liên quan đến việc giảm thiểu chất thải nguy hại và sử dụng nước.
Công nghệ plasma tích hợp vào dây chuyền SMT hiện có như thế nào?
Các hệ thống lắp đặt trực tiếp như PL-5010-IN được gắn trực tiếp vào băng chuyền giữa các trạm hàn chảy và phủ trên dây chuyền hiện có. Quá trình xử lý chỉ mất vài giây cho mỗi tấm, do đó năng suất tổng thể không bị ảnh hưởng bởi bước bổ sung này.
Định vị plasma trước khi phủ lớp bảo vệ hoặc đổ khuôn.
Xử lý sơ bộ bằng plasma là một bước bổ sung trước khi phủ lớp bảo vệ, chứ không phải là bước thay thế cho quá trình hoàn thiện HASL hoặc ENIG trên bo mạch. Nó chuẩn bị bề mặt cho bất kỳ quá trình phủ hoặc đổ khuôn nào tiếp theo.
Nó cũng giúp giảm thiểu các lỗi hàn ở giai đoạn đầu của dây chuyền bằng cách cải thiện khả năng thấm ướt trước khi nung chảy, từ đó giảm chi phí nhân công sửa chữa và làm lại ở các giai đoạn sau.
Người mua nên lựa chọn giữa phương pháp làm sạch bằng plasma và phương pháp truyền thống như thế nào?
Hãy đưa ra quyết định dựa trên mật độ bo mạch, độ nhạy của vật liệu và dữ liệu phế phẩm hiện có từ dây chuyền sản xuất. Bo mạch mật độ cao với các linh kiện có khoảng cách chân nhỏ sẽ được hưởng lợi nhiều nhất từ bước xử lý bề mặt PCB khô, không tiếp xúc.
Hãy so sánh tổng chi phí sở hữu thay vì chỉ giá thiết bị, bao gồm chi phí mua dung môi, xử lý nước thải và phí thải bỏ, với chi phí điện và khí nén sử dụng cho hệ thống plasma.
Một tình huống tuyển chọn thực tế sẽ diễn ra như thế nào?
Nhà sản xuất theo hợp đồng sản xuất ô tô PCBAs gặp hiện tượng bong tróc lớp phủ sau khi kiểm tra độ ẩm định kỳ, nguyên nhân được xác định là do cặn chất trợ hàn bị kẹt dưới các gói QFN có bước chân nhỏ mà quá trình làm sạch bằng dung môi đã bỏ sót.
Việc chuyển sang bước xử lý plasma trực tuyến trước khi phủ lớp nâng cao hiệu quả. năng lượng bề mặt Độ bền được cải thiện đồng đều trên toàn bộ tấm panel. Số lượng khiếu nại về hiện tượng bong tróc giảm sau khi thay đổi, và dây chuyền sản xuất đã tránh được việc phải bổ sung thêm một trạm làm sạch ướt riêng biệt.
Người mua nên tránh những sai lầm nào trong quá trình lựa chọn?
Không nên cho rằng một chiều rộng vòi phun duy nhất phù hợp với mọi bố cục mạch in. Vòi phun tia trực tiếp hẹp hoạt động tốt với khoảng cách linh kiện hẹp, trong khi vòi phun xoay rộng hơn phù hợp với bố cục bảng mạch thoáng hơn.
Nếu bạn bỏ qua bước kiểm tra mẫu trong quá trình đánh giá, bạn sẽ phải tự chịu rủi ro. Hãy yêu cầu một bộ mẫu đã được xử lý kèm theo báo cáo năng lượng bề mặt trước khi quyết định mua bất kỳ thiết bị nào.
Phần kết luận
KeyLink Technology thiết kế cả hệ thống plasma phun trực tiếp và plasma tích hợp cho các nhà sản xuất điện tử cần chuẩn bị bề mặt nhất quán mà không tạo ra chất thải hóa học. Hướng dẫn của chúng tôi về lý do tại sao plasma vượt trội hơn so với phương pháp làm sạch PCB truyền thống sẽ giải thích chi tiết hơn về cơ chế này cho các kỹ sư đang cân nhắc chuyển đổi sang sử dụng plasma. Sản phẩm của KeyLink đạt chứng nhận ISO9001:2015 và CE, và đội ngũ của chúng tôi hỗ trợ các giải pháp tích hợp theo chiều dọc, từ máy phát plasma cốt lõi đến tích hợp dây chuyền hoàn chỉnh.
Khám phá của chúng tôi hệ thống xử lý bề mặt plasma Hoặc liên hệ với nhóm của chúng tôi để yêu cầu dùng thử mẫu miễn phí trên bo mạch của riêng bạn.
Hệ thống xử lý bề mặt Plasma PL-5010P
Chi tiết thêmCâu hỏi thường gặp
Liệu xử lý bằng plasma có thể thay thế hoàn thiện bề mặt bằng HASL hoặc ENIG không?
Không. Xử lý plasma là một bước tiền xử lý giúp làm sạch và kích hoạt bề mặt bo mạch. Nó hoạt động song song với quá trình hoàn thiện HASL hoặc ENIG chứ không thay thế bất kỳ quy trình nào.
Liệu plasma có thể gây hư hại cho các linh kiện SMT nhạy cảm không?
Các hệ thống plasma được cấu hình đúng cách sẽ xử lý bề mặt mà không tạo ra sự tích tụ nhiệt hoặc tiếp xúc cơ học, do đó các linh kiện thụ động, đầu nối và các gói linh kiện có kích thước nhỏ không bị hư hại trong quá trình xử lý.
Một chu trình làm sạch plasma trực tuyến mất bao lâu cho mỗi tấm pin?
Hầu hết các hệ thống tích hợp xử lý một tấm mạch trong vài giây khi nó di chuyển trên băng chuyền, đạt tốc độ tương đương với dây chuyền SMT thông thường mà không làm tăng thêm độ trễ.
