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IPC-CH-65B CN《印制板及组件洗濯指南》解读

随着社会生长和电子制造行业的一直前进,电子产品清静可靠性、功效性、耐久性提出了更高的品质要求,电子产品制造工艺中印制板及组件的洗濯关于提高电子产品清静、耐久、可靠性极其主要。IPC-CH-65B作为全球电子印制板及组件洗濯的唯一指南,为电子制造行业的洗濯提供应有的标准和规范。

IPC-CH-65B CN

IPC——国际电子工业联接协会是一家全球性非盈利电子行业协会,他们开发了电子行业的许多手册和指南,如IPC-CH-65B印制板及组件洗濯指南就是由IPC洗濯与涂覆委员会(5-30)和洗濯与替换分委员会(5-31)配合开发,应用于指导全球电子印制板及组件的洗濯手艺、洗濯工艺设计、残留物危害性剖析及洗濯术语的界说等指南手册。

IPC-CH-65B CN印制板及组件洗濯指南加入单位及手艺组成员:

王琏(主席) 深圳市尊龙凯时科技有限公司

季桃仙 深圳市尊龙凯时科技有限公司

王治平 台达電子(中国区)

郑铭鸿 台达电子电源( 东莞 )有限公司

徐隆德 台达电子工业股份有限公司

刘子莲 工业和信息化部电子第五研究所(中国赛宝实验室)

蔡颖颖 工业和信息化部电子第五研究所(中国赛宝实验室)

杨颖 工业和信息化部电子第五研究所(中国赛宝实验室)

何骁 工业和信息化部电子第五研究所(中国赛宝实验室)

左新浪 工业和信息化部电子第五研究所(中国赛宝实验室)

宿烨 工业和信息化部电子第五研究所(中国赛宝实验室)

张峰 KYZEN

王海萍 KYZEN

陈德鹅 中兴通讯股份有限公司

王劼 洁创商业( 上海 )有限公司

刘佳 株洲南车时代电气股份有限公司

周峰 株洲南车时代电气股份有限公司

罗劲松 深圳长城开发科技股份有限公司

李淑荣 北京航星科技有限公司

付成丽 佰电科技(苏州)有限公司

董华峰 上海永积化学手艺有限公司

蒋苏诚 博世汽车部件(苏州)有限公司

尊龙凯时科技作为IPC-CH-65B CN印制板及组件洗濯指南标准建设的主席单位,在此关于IPC-CH-65B CN印制板及组件洗濯指南中的标准和术语、洗濯设计、洗濯质料兼容性指示、印制线路板上的污染物及洗濯思量要点为各人举行解读,希望资助各人较快的相识该洗濯指南并加以现实运用。

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1、IPC中标准、术语与界说

IPC-CH-65B作为电子行业洗濯指南,它表述力争准确、专业、规范,因此引用许多的行业标准及联邦规则 、测试要领和工具。限于篇幅本文仅枚举关注度较高的标准、手册等。

表1:IPC标准

 

IPC-B-24、25

外貌绝缘阻抗测试板、多用途单面和双面机测试板

IPC-B-36、52

洗濯选择测试板、标准测试板

IPC-A-600、610

印制板的可接受性、电子组件的可接受性

IPC-T-50

电子电路互连与封装术语及界说

IPC-TM-650

试验要领手册

IPC-TR-580

洗濯及清洁度试验妄想

IPC-TP-383

外貌有机污染的类型、特征、去除、对绝缘电阻和敷形涂覆附着力的影响

IPC-PE-740

印制板制造及组装故障扫除指南

 

表2:工业联合标准

 

J-STD-001

焊接的电气和电子组件要求

J-STD-002、003

元器件引线、端子、焊片、接线柱及导线的可焊性测试、印制板可焊性测试

J-STD-004、005

助焊剂要求、焊膏要求

J-STD-006

电子焊接领域电子级焊料合金及含有助焊剂与不含助焊剂的固体焊料的要求

 

同时IPC-CH-65B对洗濯质料和溶剂洗濯、半水基洗濯、水基洗濯工艺办法及情形条件均有专门的界说,为电子洗濯行业形陋习范的术语系统意义重大。

2、IPC的洗濯设计

由于低残留物(即免洗)的助焊剂/焊膏的泛起,许多人以为印制板及组件等不再需要洗濯。但随着电子元器件高集成化、高细密、高密度封装及底部填充剂质料的转变,为了包管最终产品的高稳固性及可靠性就必需对电子元器件举行有用的洗濯,因此IPC-CH-65B专门有关于洗濯设计部分:

2.1对洗濯工具的周全相识。印制板结构、孔深径比、组件几何形状、所接纳的质料、焊接质料类型、组装方法等,另外需要对洗濯工具上的污染物有须要的相识,凭证污染物的类型(极性污染物、非极性污染物)来设计洗濯剂能更高效。

2.2对洗濯剂主要有溶剂型、半水基型、环保水基型,凭证环保指数、污染物类型、质料兼容性及制程适用性对洗濯剂类型举行选择。为了洗濯剂的设计更直观,IPC-CH-65B提供了基本的计划。

表3:电子组件洗濯剂设计计划:

 

洗濯剂类型

环保指数

去污染物类型

质料兼容性

制程适用性

溶剂型

去除非极性物强

 ?椴料础⒕г卜庾暗

半水基型

去除极性/非极性物强

PCB去除助焊质料、先进封装、晶圆封装等

环保水基型

去除极性/非极性物强

PCB去除助焊剂、先进封装、晶圆封装等

 

2.3 洗濯装备的设计,凭证生产效率要求和洗濯工具的数目差别,有两种装备模子可选用批量式和在线式。两者有各自的特点,批量式洗濯装备洗濯量大、在统一节奏下有较高的洗濯效率、受外界影响因素少;而在线式洗濯装备,在线一次性完成清 洗、漂洗、烘干所有工序,适合中高产量洗濯。

2.4 在IPC-CH-65B指南中所述的洗濯工艺主要有静态浸泡、超声、喷淋、离心等,工艺设计通常凭证洗濯力、对洗濯件损伤性、洗濯细腻度要求,适用的洗濯工具等考察响应的洗濯工艺。

表4:洗濯工艺计划

 

洗濯工艺

洗濯力

对洗濯损伤性

洗濯细腻度

洗濯工具

静态浸泡

简陋

低清洁度要求的PCB、治具

超声洗濯

中(与频率有关)

细密PCBA、摄像头模组、LED功率 ?椤⒁呖蚣艿

喷淋洗濯

中(与压力有关)

中/高

细密PCBA、摄像头模组、LED功率 ?榈

离心洗濯

低托高的BGA、孔深径比大的PCB等

 

在设计洗濯计划时还需要思量到洗濯剂对工艺的适用性,如部分水基洗濯剂含有少量外貌活性剂而多泡,则不适合喷淋洗濯工艺;更多水基洗濯剂是两相系统,易相疏散以是不适合静态浸泡和长时间超声。所有涉及水基洗濯剂的洗濯工艺都需要在洗濯后面增添适当次数的纯水漂洗及干燥工序,包管洗濯工具的可靠性。

3、IPC质料兼容性提醒

为确保印制电路板组件的可靠性,要求相识制造电子元器件和组件的原质料性能及特点,判别洗濯工艺对外观质量甚至整个元器件结构潜在的负面影响。洗濯工艺中要害性的质料兼容性注重事项有元器件、组装质料、洗濯剂、洗濯工艺中应用的攻击能量,预计的工艺时间、温度和装备设计 ?赡苁芟村ひ昭现赜跋斓淖榧质料包括板敷铜层、外貌镀层、塑胶件、元器件、标签、器件标识、合金金属、涂覆层、非密封元器件、粘合剂等。以是在洗濯工艺设计阶段应对印制板组件物料与洗濯工艺之间的兼容性举行测试。

3.1 物料兼容性测试 兼容性测试通常是两个时间周期举行。短时间的测试取决于装备或操作职员的预期洗濯周期,可通过升高洗濯温度、加大机械力、延伸工艺时间(合理的凌驾预期规模)等方法举行测试;长时间的测试应该由封装者或制造者决议,可通过长时间袒露测试或重复多次袒露等方法,以验证可能泛起的膨胀、破碎、老化等不良征象的爆发。

3.2 不兼容表相:印制板组件物料与洗濯工艺不兼容的表相有:尺寸转变、颜色转变或元器件外貌转变、周围液体颜色改变或者污浊等。

3.3 兼容性测试要领

3.3.1 关于非金属物料和元器件的质料兼容性测试可参考Pratt Whitney 规范:PWA 36604非金属物料的兼容性,B版本,06-08-98修订。

3.3.2 关于金属合金物料的兼容性测试可参考ASTMF-483《全浸侵蚀标准测试要领》

3.3.3 IPC联合行业标准J-STD-001中对产品硬件的兼容性测试,从测试载体、测试试样、样本数目均有响应要求。

4、IPC印制线路板上的污染及影响

组件贴片和结构的高密度化、低间隙组件下面会伴有许多助焊剂残留及元器件的微型化组装,使获得达适当的清洁品级变得越来越难题。和污染有关的工艺历程和效劳增大了元器件失效的潜在可能。侵蚀问题缩短了产品寿命,同时由于造成导线间离子迁徙、元器件引脚间泄电流、电阻耦合和/或者电化学电池的形成等因素也造成了产品功效性下降。由此IPC就PCBA污染物类型及可能造成的危害举行了指导性概述。

表5:PCBA污染物分类

 

污染物分类

污染泉源

造成的危害

极性污染物

PCB蚀刻和电镀残留盐类、焊接残留盐、助焊质料的活化剂及残留、助焊质料的(离子)外貌活性剂等及残留、指印汗液盐及情形可溶性灰尘等

a.电迁徙;

b.支晶生长;

c.造成PCB线路、元器件引脚侵蚀,电路失效。

非极性污染物

松香树脂、焊接油或油脂、金属氧化物、粘接剂残留、指纹油防护用品油或油脂等。

a.吸附灰尘、静电粒子;

b.引起导电不良;

c.影响测试及接插件的可靠性。

微粒状污染物

机械加工时的金属和塑料杂质、松香微粒和玻璃纤维、焊料槽浮渣、细小焊料球锡珠及灰尘等。

a.加剧污染危害。

 

5、组装残留物洗濯的思量要点

电子组装制程的规模从简朴到重大,所设计质料很是普遍,制程中的每个办法所使用的每种质料都会对组件爆发影响,最大的影响是化学物质残留在组件外貌。需要思量的质料包括助焊剂、洗濯溶剂、标签、粘合剂、遮蔽质料、元器件残留物、废气残留等。

5.1 助焊剂的种类、形态及经由焊接高温后残留物的可变性,都差别水平的决议了残留物的洗濯难度。每种助焊剂因其差别的化学组成,在焊接历程中可能爆发高温氧化、聚合、剖析及与金属盐的连系反应等,导致残留物可能爆发固塑性等可变性,增添或改变残留物的可洗濯性。

5.2 洗濯剂效果 一种洗濯剂的选择应基于洗濯效率、质料兼容性、每块产出单板的化学本钱以及对情形的影响。

5.3 元器件问题和残留物

5.3.1 重大的元器件几何形状、狭窄的器件托高高度、非密封封装的元器件可能夹裹的洗濯液和湿气,都有可能影响 PCBA线路板洗濯历程和物料通过率。

5.3.2 元器件上的残留物可能以颗粒、油或者膜的形式在组装操作前被发明,这些残留物在焊接后可能会一直保存于洗濯的或未洗濯(免洗濯)的组件中。

5.3.3 组装残留物洗濯历程的敏感性应该思量如:金属外貌处置惩罚、低温塑料、擦拭布或者其他袒露的电器插头及其他质料,能依赖于洗濯剂膨胀。如某些特定的元器件,不是为可生产性设计的,不具备可洗濯性时,洗濯选择会受到限制。

5.4 其他要点

组装残留物的洗濯还应思量除去助焊剂、洗濯剂、及元器件之外的其他要点,如:人工手事情业引入的污染物、可去除的不干胶标签、元器件包装(如以编带卷轴、托盘或者管装形式)、暂时性阻焊质料、润滑油和油脂、粘合剂、事情场合和周围贮存条件。

结语

随着电子行业的迅猛生长,生产商对电子产品中涉及的印制板及组件的可靠性、清静性提出了更高的清洁要求。而IPC-CH-65B作为全球电子行业洗濯指南,在全球具有权威的专业指导性及有普遍应用基础,因此相识IPC-CH-65B的主要内容和条款并充分吸收和应用,对 印制板及组件的洗濯工艺设计、装备选择、质料兼容性的考察等都有很大的资助。

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