Следите за нами в социальных сетях:

Единый отраслевой портал по электронике, микроэлектронике и новым технологиям
База знаний

Здесь мы собираем самые интересные статьи, интервью, репортажи и многое другое. Зарегистрируйте личный кабинет и вам будет открыт полный доступ

16-04-2018

Скованные одной цепью: проблемы адгезии отечественных влагозащитных покрытий

0 | 110

Денис Поцелуев materials@ostec-group.ru


Редко какое производство электроники специального и военного назначения обходится без жестких нормативов и утвержденных стандартов по применению определенной номенклатуры технологических материалов вплоть до конкретных наименований. Особенно это касается конструкционных материалов, таких как влагозащитные покрытия. Наиболее распространенные материалы, используемые для защиты электроники с военной приемкой – всем хорошо знакомые уретаны и эпоксидные смолы: УР-231, ЭП-20, Э-30, ЭП-9114. Использование этих материалов накладывает жесткие требования на соблюдение технологического процесса, включая предварительную качественную отмывку печатного узла. В статье на практическом примере мы рассмотрим, с какими технологическими особенностями можно столкнуться при использовании отечественных влагозащитных покрытий и как можно оптимизировать технологический процесс отмывки электроники.

В рамках ежегодного аудита производства ключевого клиента ГК Остек, одного из ведущих контрактных производителей электроники ответственного и специального назначения, была обозначена новая задача – уйти от применения изопропилового спирта при обезжиривании печатных плат. Отмывка печатных узлов организована на предприятии на очень высоком уровне: после пайки все печатные узлы отмываются в современных установках струйного типа с применением отмывочной жидкости Vigon A 201. Качество отмывки контролируется согласно критериям стандарта IPC-А-610 «Критерии качества электронных сборок», включая дополнительный выборочный контроль с помощью специализированных наборов на определение остатков активаторов и канифоли – Zestron Resin Test и Zestron Flux Test.

Поскольку часть заказов клиента связана с военной приемкой, для защиты ряда изделий от неблагоприятных условий внешний среды необходимо использовать отечественные покрытия, в частности, эпоксидные смолы ЭП-20 и Э-30. И именно на этом этапе возникает проблема – смачивание на печатной плате после струйной отмывки недостаточно для хорошей адгезии отечественных покрытий, поэтому дополнительно приходится вручную обезжиривать печатные узлы изопропиловым спиртом. Несмотря на то, что отмывочная жидкость Vigon A 201 справляется со своими задачами по удалению остатков флюсов и активаторов на отлично, в существующем техпроцессе невозможно достичь требуемой поверхностной энергии для хорошей адгезии отечественных влагозащитных покрытий.

Факт плохой адгезии обусловлен конечными свойствами отечественных влагозащитных покрытий, а не качеством отмывки в оборудовании. К примеру, современные влагозащитные покрытия HumiSeal, также используемые в производстве, не требуют дополнительных процессов отмывки и обладают достаточной адгезией.

Несмотря на небольшой и нерегулярный объем заказов с использованием эпоксидных смол ЭП-20 и Э-30 для защиты печатных узлов руководство предприятия обозначило задачу по исключению изопропилового спирта в технологии отмывки. Основные причины и связанные с этим неудобства:

  • использование ЛВЖ – необходимость принимать соответствующие меры безопасности, организовывать отдельное помещение для хранения спирта в соответствии с нормами пожаробезопасности;
  • токсичность – резкий запах и жалобы персонала;
  • ручной труд – невозможность автоматизировать процесс обезжиривания, нерациональное использование времени сотрудников.

 

После анализа информации специалисты Остека предложили клиенту рассмотреть отмывочную жидкость Vigon N 640 и провести испытания в технологическом испытательном центре Zestron в г. Ингольштадт, Германия. Vigon N 640 – рН-нейтральная жидкость на водной основе с технологией МРС, специально разработанная для отмывки печатных узлов. Отличительные особенности этой жидкости – высокая очищающая способность широкого спектра паяльных материалов, а также высокая совместимость с материалами, включая такие металлы, как медь и никель. Основные характеристики Vigon N 640 приведены в таблице 1.

Таблица 1. Характеристики отмывочной жидкости Vigon® N 640

Vigon N640 рекомендован к применению в машинах струйного типа с ограниченным или недостаточным перемешиванием моющего раствора в баке. Для использования раствора в УЗВ необходимы испытания.

 

План испытаний – сравнить поверхностную энергию трех образцов печатных узлов: необезжиренных; обезжиренных с помощью изопропила; обезжиренных с помощью Vigon N 640.

Отмывка печатных узлов жидкостью Vigon N 640 производилась в установке струйной отмывки (параметры процесса отмывки приведены в таблице 2).

Таблица 2. Параметры процесса отмывки жидкостью Vigon N 640 в струйной установке

 

Оценка поверхностной энергии проводилась двумя способами:

  • с помощью специальных чернил DYNE PEN;
  • с помощью оборудования для оценки краевого угла смачивания.

Предварительная оценка поверхностной энергии на необезжиренных платах, а также на обезжиренных с помощью изопропила показала неоднородность смачиваемости на разных участках платы. Разница в значениях составляла до 6 мН/м. Это также могло быть причиной плохой или недостаточной адгезии влагозащитных покрытий.

Результаты сравнительной оценки поверхностной энергии печатных плат приведены в таблице 3 – как видно из таблицы, разница в показателях несущественная. Однако дополнительная оценка поверхностной энергии платы, обезжиренной с помощью Vigon N 640, в разных частях показала, что существенный разброс показателей смачиваемости отсутствует. Меньший разброс показателей по поверхностной энергии способствует уменьшению дефектов при нанесении влагозащитных покрытий.

Таблица 3. Результаты сравнительной оценки поверхностной энергии

 

Отчет с результатами испытаний, а также образцы плат были предоставлены заказчику. Платы, обезжиренные с помощью Vigon N 640, были покрыты эпоксидной смолой ЭП-20 и показали хорошую адгезию влагозащитного покрытия к поверхности печатного узла. По итогам эксперимента руководство предприятия приняло решение о переходе на технологию обезжиривания с применением отмывочной жидкости Vigon N 640, обозначив следующие преимущества:

  • не требуется хранение и использование ЛВЖ в процессе отмывки;
  • возможность автоматизации процесса обезжиривания в ультразвуковой ванне[1];
  • стабильность результатов;
  • экономическая эффективность (снижение трудозатрат; снижение расхода жидкости благодаря возможности фильтрации и технологии МРС).

 

Номенклатура компании Zestron включает свыше 70 отмывочных жидкостей для решения самых различных задач. Не потеряться в этом многообразии и сделать правильный выбор помогут специалисты Остека. Накопленный опыт и знания, а также тесное сотрудничество с производителем позволяют качественно и детально анализировать задачи заказчика, оперативно осуществлять обратную связь по всем вопросам, подключать представителей поставщика на любом этапе проекта. Исследовательская лаборатория Zestron обладает широкими возможностями и самым современным оборудованием для проведения всесторонних и масштабных исследований в области качества отмывки электроники, а специалисты мирового уровня готовы участвовать в решении задач любого уровня сложности.

Все вопросы по отмывочным жидкостям Zestron® и организации процессов отмывки, а также заявки на проведение испытаний и оценку качества отмывки направляйте на электронную почту materials@ostec-group.ru или по телефону 8(495)788-44-44.

 

 

Статья опубликована в журнале «Вектор высоких технологий». 

Бесплатная подписка на журнал: https://ostec-group.ru/group-ostec/pressroom/journal/podpiska/

Официальный сайт Группы компаний Остек: https://ostec-group.ru/

 

 

Понравилась статья? Поставьте лайк


Электроника