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              SMT中的板材清潔—僅僅是清潔嗎?
              來源: emasia-china.com作者: Kenny Fu時間:2019-11-26 15:58:04點擊:2202

              電路板清潔是SMT工藝中公認的可以快速提高產量,減少浪費的重點環節。

              在焊膏前或激光打標后進行清潔,可為整個生產過程帶來可觀的增值。行業去除污染顆粒的需求從未如此強烈。

              行業面臨至少兩種主導力量,致使行業需要更有效的污染管控工藝。技術的變化導致模板組件的零件更小,軌道更窄,這意味著污染顆粒與設備軌道的尺寸相同甚至更寬,從而增加了潛在產品缺陷的可能。同時,作為可持續發展的世界的一部分,減少資源浪費不可避免地讓人們希望不僅要減少產品缺陷,而且要提高產品質量,這兩者都將得益于有效的電路板清潔。

              電路板清潔工藝已存在很長時間了,但是在最近的7年中,其采用率才有所增加。這在一定程度上是由于如上所述的市場需求,當然也與電路板清潔產品的進步有關。

              在焊膏之前去除板上的污染顆粒的方法有很多種,有些使用諸如“氣流刀”之類的簡單方法,而另一些則依靠諸如“超聲波清洗”之類的更復雜的工藝。那些使用氣流的方法-無論是直接接觸板材,或是從板材上抽離,其都會遇到同樣的問題。這些以“空氣移動”為基礎的設備都不是有效除塵的解決方案,尤其是對于較小的粒子。在10年前僅僅去除大顆粒污染物就可以了,但現在卻不會如此簡單了。

              隨著SMT行業開發出越來越復雜的使用3D檢測方法來優化工藝,在某種程度上行業已經忽略了更好的,以清潔的電路板為基準的目標。

              追求零缺陷–零返工需要對清潔過程進行更詳細的檢測與評估,以獲得最佳效果?,F代電子組裝過程具有繁復的步驟,因此有許多機會產生產品缺陷。

              在組裝過程中,由于各種原因會導致缺陷。SMTA / IPC 已證明,大約60%的產品缺陷發生在焊膏上。因此,對于許多人來說,在焊膏前添加清潔設備是一個簡單且似乎合乎邏輯的選擇。

              板材清潔機的作用看起來很簡單,可以在進入焊膏打印前先在線清潔電路板材。提供電路板清潔設備的大多數廠家都無法有效檢測其清潔的效果,這不僅可能導致清潔不良,還會引發因清潔人員造成的問題。

              在評估板材清潔機清潔能力之外,還有兩個主要注意事項。

              a.ESD和EOS問題已得到重視。除了ANSI / ESD 20.20

              等全球國際標準外,許多公司還制定了嚴格的靜電控制規章,旨在減少由ESD / EOS造成的損害。

              使用高速流動空氣或在板材表面上使用滾刷的清潔設備往往會產生大量靜電。

              許多廠家會錯誤的僅考慮電路板離開清潔機時板材上殘留的電荷。這時板材已經通過了電離棒,因此殘留的電荷與板材在清潔設備內進行清潔時的電荷無關。

              SMT中的板材清潔

              表1a是板清潔機的簡單示意圖。電路板通過清潔機時污染物被彈性體清潔膠輥去除。當板材離開清潔機時,離子棒會中和電路板上的所有靜電荷。

              表1b顯示大多數客戶會在使用電離棒后測量電路板上的靜電。

              表1c顯示了測量靜電的正確區域是在機器的內部。

              b.清潔機施加到板材上的壓力或負載。許多設計不良的清潔系統錯誤地認為,增加施加壓力會改善清潔效果。隨著更薄的電路板,更細的走線和嵌入式組件的出現,過大的壓力會造成基板損壞。

              SMT中的板材清潔

              板材清潔生產商面臨著一系列復雜的挑戰,在某些應用中,設備轉移向ISO 8標準挑戰將更加尖銳。

              即使對于像Teknek這樣發明了接觸式清潔技術,并在市場上領先多年的廠家來說,挑戰也是巨大的。

              Teknek在2019年推出了全新的板材清潔機SMT II。這臺新機器不僅能提供最佳的清潔效果,還為靜電管控和施加壓力樹立了新標桿。

              施加壓力

              為了測量清潔時板材所要承受的負載,Teknek使用NipControl(www.nipcontrol.com)的校準壓區壓力表。這樣可以進行準確的負載測量。

              SMT中的板材清潔

              設定目標是清潔設備在清潔過程中施加最低的壓力,該測量值則是Teknek研發計劃的關鍵部分。如下表1所示,最新的設計進一步改進并降低了應用時的施加壓力。

              使用參考板和Nip壓力計測量幾款市場上廣泛使用的,專為板材設計的接觸式清潔機上的施加壓力。

              SMT中的板材清潔

              圖1著重顯示了在同類板材清潔機中施加壓力的范圍很廣。

              SMT中的板材清潔

              圖2顯示了與Teknek SMT II使用時的Nip Control壓力測量指數。

              低靜電清潔

              ESD和EOS導致的故障被廣泛的認為是電子裝配過程中產品故障的根源。EOS問題有可能引發產品使用時的突然故障,這可能會造成極大的損失。

              通過全面研究清潔機的靜電特性,Teknek的清潔設備能夠在低靜電環境下提供最佳清潔效果。這是通過對機器及其所有組件進行根本性重新設計而實現的。這項新技術的核心Teknek稱之為NTTM。在使用中,彈性清潔膠輥和粘塵紙上的常規靜電荷<50伏,在某些情況下可達到<30伏。

              傳統的板材清潔機具有非常不同的靜電環境,不能滿足ANSI s20.20 2014的嚴格要求。

              表2 顯示了市場上廣泛使用的幾款板清潔機靜電值的記錄。

              Table 2: 靜電環境





              靜電場(伏特)



              Teknek SMT II

              清潔品牌 R

              清潔品牌 U





              清潔膠輥

              < 40

              >1,000

              >3,000





              粘塵紙

              <40

              >3,000

              >3,000





              測試條件:




              1.機器運行在10mtrs/分鐘

              2.使用Simco FMX-004檢測靜電場

              總結:

              電路板清潔機是零缺陷-零返工中的重要組成部分。不僅需要考慮電路板清潔機的清潔有效率,且需要考慮——新技術不能在消除現有問題時,增加新的生產問題,這一點至關重要。

              高科技電子組裝行業需要在良性環境中進行100%清潔。這意味著低靜電環境——理想情況下小于50伏,以及低壓清潔技術——理想情況下小于5N / cm2。

              那些參與設備選擇的人員很少有時間或現成的設備來進行測試,就此很難確定哪臺板材清潔設備能帶來最佳的清潔效果。但是,可通過讓設備生產商提供重點數據及產品的多方測試報告,就此鑒別以選擇最佳的產品。

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