Í PCB framleiðslu og samsetningarferlinu er hreinsitækni lykilhlekkur til að tryggja afköst vöru og áreiðanleika. Hvort sem það er hreinsun leifa eftir undirlagsvinnslu og ætingu, eða fjarlæging á lóðaflæði eftir suðu, geta leifar efna sem skilin eru eftir við ófullkomna hreinsun valdið röð gæðavandamála og jafnvel haft áhrif á stöðugan-langtíma notkun endabúnaðar. Þess vegna hefur uppgötvun leifar eftir hreinsun PCB borðs orðið kjarnaleið til að stjórna gæðum vöru og forðast hugsanlega áhættu.
1, Hættan af leifum PCB borðs: gæðahætta sem ekki er hægt að hunsa
Efnin sem eftir eru eftir hreinsun geta verið snefilefni, en þau geta haft margvíð áhrif á rafafköst, vélrænan áreiðanleika og umhverfisaðlögunarhæfni prentaðra rafrása. Sértækar hættur endurspeglast aðallega í eftirfarandi þremur þáttum:
Í fyrsta lagi er rafmagnsbilun. Afgangsjónandi efni, eins og klóríðjónir í ætarlausnum og lífrænar sýrujónir í lóðaflæði, geta myndað leiðandi brautir í röku umhverfi, sem leiðir til minnkunar á einangrunarviðnámi á PCB yfirborði, aukins lekastraums, merkjavíxlunar og jafnvel skammhlaups og rafrásaíhluta í alvarlegum tilfellum. Ójónaðar leifar (eins og fita og plastefnisrusl) geta þekja yfirborð flutningslína eða klossa, aukið flutningstap merkja og truflað viðnámssamsvörun, sérstaklega í há-tíðni og há-hraða prentplötum, þar sem slíkar leifar hafa meiri áhrif á heilleika merkja.
Í öðru lagi er minnkun á vélrænni áreiðanleika. Afgangsefni geta skemmt tengiskil milli PCB og íhluta. Til dæmis getur flæðisleifar tært lóðmálmsliði, sem leiðir til lækkunar á styrkleika lóðmálms. Undir umhverfisálagi eins og titringi og hitastigi er lóðmálmur hætt við að sprunga, sem veldur bilun í hringrásartengingu. Að auki geta leifar seigfljótandi efna einnig aðsogað ryk og óhreinindi, sem geta safnast fyrir með tímanum og haft áhrif á hitaleiðni prentaðra hringrásarborða og flýtt fyrir öldrun íhluta.
Loks hefur umhverfisaðlögunarhæfni versnað. Í erfiðu umhverfi eins og háum hita, miklum raka og saltúða geta leifar af ætandi efnum flýtt fyrir oxun og tæringu PCB hvarfefna og koparþynna, sem styttir endingartíma vörunnar. Til dæmis, ef það eru leifar af klóríðjónum í prentplötum í sjávarumhverfi, getur það valdið alvarlegri rafefnafræðilegri tæringu og leitt til rafrásarbrota, sem getur valdið banvænum bilunum á prentplötum í geimferðum, rafeindatækni í bifreiðum og öðrum sviðum.
2, Helstu tegundir og uppsprettur af leifum PCB borðs
Skýring á tegund og uppruna leifa er forsenda þess að hægt sé að velja viðeigandi greiningaraðferðir og staðsetja vandamál nákvæmlega. Samkvæmt efnafræðilegum eiginleikum og framleiðsluferli er hægt að skipta leifum eftir PCB hreinsun í eftirfarandi þrjá flokka:
(1) Jónísk leifar
Jónaleifar eru að mestu fengnar úr efnavinnsluaðferðum og hafa mikla vatnsleysni og leiðni, sem eru helstu orsakir rafmagnsbilana. Algengar tegundir eru: leifar af klóríðum, flúoríðum og súlfötum (frá ætingarlausn) eftir ætingarferli; Lífrænar sýrujónir (eins og rósínsýru og karboxýlat) sem myndast við niðurbrot flæðis eftir suðuferli; Afgangs málmjónir (eins og koparjónir, tinjónir) eftir rafhúðun. Þessi tegund af leifum aðsogast auðveldlega á yfirborð eða eyður á PCB. Ef það er ekki fjarlægt vandlega með hefðbundinni hreinsun, losna jónir við rakabreytingar, sem getur skaðað einangrun.
(2) Ójónandi leifar
Ójónískar leifar eru aðallega samsettar úr lífrænum efnum og hafa ekki leiðni, en þær geta haft áhrif á yfirborðseiginleika og tengingarafköst prentaðra hringrása. Aðallega þar á meðal: leifar losunarefna og plastefnisrusl við vinnslu undirlags; Leysileifar sem notaðir eru í hreinsunarferlum (eins og alkóhól og ketón leysiefni); Rósín plastefni, vax íhlutir, osfrv í flæði. Ójónaðar leifar eru venjulega mjög seigfljótandi og festast auðveldlega við yfirborð lóðmálmúða og flutningslína. Þeir geta ekki aðeins haft áhrif á síðari samsetningarferli (svo sem ónákvæma staðsetningu íhluta meðan á SMT stendur), heldur einnig hindrað hitaleiðni og flýta fyrir staðbundinni hitahækkun.
(3) Korna leifar
Korna leifar tilheyra eðlisfræðilegum óhreinindum með fjölbreytt úrval af uppsprettum, þar á meðal undirlagsryki og koparþynnurusl sem myndast við PCB framleiðsluferli; Ryk og trefjar í umhverfinu; Trefjaagnir losna úr burstum og síubómull meðan á hreinsunarferlinu stendur. Ef slíkar leifar festast á milli lóðmálmúða eða pinna geta þær valdið sýndarlóðun og lélegri snertingu; Ef það kemst inn í innra hluta nákvæmnisíhluta eins og flísa og þétta getur það einnig valdið vélrænni bilun, sérstaklega fyrir smækkuð og há-prentuð hringrásarborð.
3, Almennt tækni og notkunarsviðsmyndir fyrir PCB leifar uppgötvun
Fyrir mismunandi gerðir leifa hefur iðnaðurinn þróað ýmsa þroskaða greiningartækni, hver með sína kosti í greiningarnákvæmni, skilvirkni og viðeigandi atburðarás. Velja þarf samsvörunaraðferðir í samræmi við raunverulegar þarfir.
(1) Jónaskiljun: nákvæm greining á jónaleifum
Jónaskiljun er „gullstaðall“ til að greina jónaleifar. Afgangsjónir eru aðskildar með aðskilnaðarsúlu og síðan magngreindar með tilliti til jónastyrks með því að nota skynjara (eins og leiðniskynjara). Það getur greint nákvæmlega ýmsar jónir eins og klóríðjónir og lífrænar sýrur, með greiningarmörk allt að ppm eða jafnvel ppb.
Kosturinn við þessa tækni felst í samsetningu hennar af eigindlegum og megindlegum aðferðum. Það getur ekki aðeins ákvarðað tegund afgangsjóna, heldur einnig nákvæmlega reiknað út afgangsmagnið, sem gerir það hentugt fyrir gæðaeftirlit í erfiðum aðstæðum eins og geimferða- og lækningatækjaprentuðum hringrásum. Við prófun er nauðsynlegt að draga fyrst út jónaleifarnar á yfirborði PCB með útdráttarlausn (eins og afjónað vatn) og framkvæma síðan litskiljunargreiningu á útdráttarlausninni. Hins vegar er þessi aðferð tiltölulega flókin í notkun og hefur langa greiningarlotu (u.þ.b. 1-2 klukkustundir fyrir eina prófun), sem gerir hana hentugri fyrir hópsýnisprófun frekar en rauntímaprófun á netinu.
(2) Fourier umbreyting innrauð litrófsgreining: eigindleg greining á ó-jónískum leifum
Fourier umbreytingu innrauða litrófsgreining ákvarðar efnafræðilega uppbyggingu leifaefna með því að greina innrauða frásogsróf þeirra og auðkennir síðan tegundir ó-jónískra leifa (eins og rósín plastefni og leifar leysiefna). Meginreglan er sú að starfrænir hópar mismunandi lífrænna efna, svo sem hýdroxýl-, karbónýl- og bensenhringja, gleypa tilteknar bylgjulengdir innrauðs ljóss. Með því að bera saman við venjulegt litrófssafn er hægt að bera kennsl á leifarhluta fljótt.
Kosturinn við FTIR liggur í hröðum greiningarhraða þess (um 5-10 mínútur fyrir hverja greiningu), engin þörf á að eyða sýninu og hæfi til eigindlegrar skimunar á ójónuðum leifum. Til dæmis, ef rósíneinkennandi frásogstoppur finnst á yfirborði PCB meðan á prófun stendur, er hægt að ákvarða að lóðmálmflæðisleifarnar hafi ekki verið fjarlægðar að fullu. Hins vegar hefur þessi aðferð litla magnnákvæmni og getur ekki reiknað út afgangsmagn nákvæmlega. Það er venjulega notað sem bráðabirgðagreiningaraðferð og sameinuð öðrum aðferðum (eins og þyngdaraðferð) til að ná megindlegri greiningu.
(3) Sjónsmásjá og skanna rafeindasmásjá: sjónræn greining á agnaleifum
Optical microscope and scanning electron microscope are the main tools for observing particulate residues. The former is suitable for rapid detection of larger particles (particle size>10 μm), en sá síðarnefndi getur fylgst með agnum á stærð við míkrómetra eða jafnvel nanómetra. Það getur einnig greint frumefnasamsetningu agna með orkulitrófsmæli til að ákvarða uppruna leifa (eins og koparrusl og trefjaagnir).
Ljóssmásjáin er auðveld í notkun og -hagkvæm, hentug fyrir hraðskimun á framleiðslulínum á netinu. Það getur náð lotu PCB ögnum uppgötvun með sjálfvirkum búnaði; SEM er hentugur fyrir aðstæður með mikilli-nákvæmni, eins og að greina fínar agnir á yfirborði smækkaðra prentaðra hringrása, eða greina samsetningu og uppsprettu agna, sem gefur grunn til að fínstilla hreinsunarferla. Hins vegar hefur SEM búnaður hærri kostnað og minni greiningarskilvirkni, sem gerir hann hentugri til að leysa erfið vandamál og fínstilla ferla.
(4) Yfirborðseinangrunarþolspróf: Óbeint mat á afgangsáhrifum
Þrátt fyrir að prófun á yfirborðs einangrunarviðnám greini ekki beint tegund og innihald leifa, getur það óbeint metið áhrif leifa á rafmagnsgetu með því að mæla einangrunarviðnám milli tveggja punkta á PCb yfirborðinu. Þessi aðferð líkir eftir raunverulegu notkunarumhverfi (svo sem hátt hitastig og hátt rakastig), setur PCB undir sérstökum hita- og rakaskilyrðum, beitir ákveðinni spennu og fylgist með þróun einangrunarviðnámsbreytinga: ef viðnámið heldur áfram að minnka gefur það til kynna að leifar af efnum séu að gefa frá sér jónir og það er hætta á einangrunarbilun.
Kosturinn við SIR prófun er að hún er nálægt hagnýtum notkunaratburðarás og getur endurspeglað áhrif leifa á áreiðanleika vörunnar á innsæi, sem gerir það hentugt sem gæðasannprófunaraðferð. Hins vegar getur þessi aðferð ekki ákvarðað tiltekna tegund leifa og þarf að sameina hana með öðrum greiningaraðferðum til að finna frekar rót vandans.
Leifarskynjun eftir hreinsun PCB borðs er „síðasta varnarlínan“ til að tryggja áreiðanleika vörunnar og tæknilegt stig hennar hefur bein áhrif á gæði og notkunaröryggi prentaðra hringrása. Með þróun PCB í átt að háum þéttleika, smæðingu og mikilli áreiðanleika, þarf leifarskynjun að halda jafnvægi á meiri nákvæmni og skilvirkni. Í framtíðinni verða tvær meginstefnur: annars vegar verður greiningartækni uppfærð í sjálfvirkni og upplýsingaöflun (eins og jónaskiljunargreiningarbúnaður á netinu, sem getur náð rauntíma eftirliti og sjálfvirkri viðvörun); Á hinn bóginn verða uppgötvunar- og hreinsunarferlarnir djúpt samþættir, með rauntíma endurgjöf á uppgötvunargögnum og kraftmikilli aðlögun á hreinsunarfæribreytum, til að ná lokaðri-lykkjustýringu á "endurskynjun skynjunarhagræðingar".