所谓封装,是指在电子领域将电子组件集成于机器或设备中执行某种功能(电子功能),具体而言,就是将电子组件焊接在印刷电路板上。组装(assembly),包装(packaging)等也作为封装的同义词被使用。

在封装工序中,清洗是必不可少的工序。封装工序与清洗相关的环节为如下所示,具体有两种类型:插入部件(或引线部件)及表面封装部件(SMD:Surface Mount Device)。插入部件为,在印刷电路板上的孔中插入部件的引线进行封装。表面封装部件为,无需钻孔,直接在印刷电路板上进行表面贴装(SMT:Surface Mount Technology)的方法, 近来的数字化设备的部件,基本上都是表面贴装部件。 但是在电源电流容量多的地方,引线部件依然被使用。
如下工序所示为,表面贴装后进行插入部件封装的两面封装工序与清洗的相关联系。

  • 1.印刷电路板(PCB)的预清洗
  • 2.印刷锡膏
  • 3.搭载芯片部件
  • 4.回流焊
  • 5.搭载插入部件
  • 6.涂抹助焊剂
  • 7.波峰焊
  • 8.清洗助焊剂
  • 9.检查

1.印刷电路板(PCB)的预清洗

特别是对品质有高要求的产品,有时会进行水清洗以洗净电路板上的毛刺和污垢。 印刷电路板的制造工序中如果用丝网印刷进行抗蚀剂油墨及显示印刷时,需要清洗丝网的开孔部附着的各种油墨。

对应产品:焊锡膏·厚膜膏·固定接合剂的清洗剂(HA系列产品)

2.印刷锡膏

印刷锡膏多使用蒙版印刷,有必要清洗钢板,丝网,网版的开口部附着的锡膏。如果不及时进行清洗,锡膏会强力附着在钢板上,附着的锡膏会使正常印刷所需的锡膏量不足,出现焊接不良等问题。

由于贴装密度的提高,钢板印刷等的图形间距非常小,以往都是手擦拭钢板,现在普遍变为使用设备进行超声波清洗, 喷淋清洗等。对于钢板,网版的清洗不仅仅是清洗锡膏,也必须要对板框的粘合剂,网版的乳胶耐受性进行确认。

另外,在印刷设备的构成零部件上,有用于涂抹锡膏叫做刮刀的部件,在刮刀上附着的锡膏也是需要清洗的。

对应产品:焊锡膏·厚膜膏·固定接合剂的清洗剂(HA系列产品)

3.搭载芯片部件

使用称为贴片机的设备,将表面贴装组件快速安装在前工序中印刷的锡膏上。贴片机上的吸嘴附着灰尘和碎屑的话,会阻碍吸嘴吸气,所以贴片机上的吸嘴清洗是必不可少的。

有时为了事先固定部件,会将胶(锡膏)印刷在丝网(钢板)上,丝网(钢板)上附着的胶(锡膏)是有必要进行清洗的。另外在安装表面贴装组件本身的生产过程中,向丝网,网版,圆柱滚筒中印刷上的银胶, 鈀胶等厚膜膏的清洗也是有必要的。

对应产品:焊锡膏·厚膜膏·固定接合剂的清洗剂(HA系列产品)

4.回流焊

安装在焊料上的表面贴装部件在回流炉中加热并熔融,使部件接合到基板的焊径处(表面贴装=SMT)。在回流炉中,焊料熔化过程中会产生气体,在炉内的低温内壁如热交换部件上结露并附着固定成焦油。固定上的焦油,会产生炉内热交换部件的热交换能力不足,焦油会滴落在工件上产生产品品质不良等问题,定期维护清洗炉内部件也是有必要的。

对应商品:回流炉内松香清洗剂(KakenClean系列产品)

5.搭载插入部件

6.涂抹助焊剂

用助焊剂喷涂设备涂抹助焊剂,设备内会附着助焊剂,对助焊剂喷涂设备的定期保养清洗是有必要的。

对应商品:助焊剂清洗剂(WS-923U)

7.波峰焊

在两面贴装的情况下, 3.4.的表面贴装后,将带有插入部件的电路板在波峰焊槽中进行焊接。已经进行表面贴装的部件, 不想与焊料接触的部分, 或者仅将插入部件与焊料接触的部分会使用开口的耐热性搬送治具(俗称波峰焊托盘,波峰焊蒙版),使其接触通过流动的波峰焊槽的隆起部分,熔融焊料。此时,助焊剂会附着在托盘的开口边缘部分,会因为附着的助焊剂向上滑动至被遮盖的部分,定期清洗波峰焊托盘是有必要的。

对应商品:托盘清洗设备·清洗剂(PALLET CLEANER)

8.清洗助焊剂

焊接后的残留助焊剂可能会影响后续的电路特性。近来, 贴装密度的增加, 小尺寸芯片安装,狭小间距贴装,航空及汽车等对信赖性高要求的贴装均有必要进行助焊剂清洗。另外, 在后工序中进行的引线搭接,底部填充剂插入,防湿涂层等的灌封树脂涂抹时,残留助焊剂会干扰涂抹材料的附着力,需要进行清洗。除此之外,还有对于除去锡球,检查工序中引脚检查器的接触不良等问题, 也会要求进行清洗。

由于欧盟全境禁止使用含铅的10种化学物质(RoHS指令),使用以锡、银、铜为主体的无铅焊料达到整体的80%,其中,与以往的含铅共晶焊料相比,无铅焊料的熔点高约30℃,助焊剂残留物会燃烧或碳化。另外,因高温而配制的触变剂等粘度调节剂在清洗剂中的溶解性一般较低。并且,由于无铅焊料的润湿性比共晶焊料低,因此增加活性剂的量并有使用强活性成分的趋势,其反应残渣,金属盐的生成物成为清洗的阻碍因素。对于难清洗的助焊剂残渣进行清洗剂的改良及新品开发是必不可少的。

过去,作为环境对策的清洗产品,出现过替代品氟利昂·三氯乙烷。干燥性好、非危险品的氟利昂・三氯乙烷是臭氧层破坏的主要原因因而受到使用限制,并被其他方式取代。其中,大多使用替代氟利昂,但在2020年全面废止的政策下,不得不再次寻找替代品。其次大多使用的是水基系列清洗剂,但由于废水处理问题、清洗剂的更新频率较高等问题,近年来的市场占有率为减少趋势。

该助焊剂清洗工序是已经安装了电子部件后的清洗工序,所以有必要考虑对安装部件等的影响。平衡对于不喜欢使用晶体振荡器超声波的零部件、铝电解电容器、树脂连接器等耐溶剂性低的零部件的影响与难洗的助焊剂残渣的清洗性是最为困难的。

对应商品:助焊剂清洗系统(MICROCLEANER)

对应商品:助焊剂清洗系统(MICROCLEANER ECO)

9.检查

通过图像识别检查机或目视的方法进行贴装零件的检查。在出现贴装不良时,实施被称为修复的再次贴装,其后有必要进行清洗。

对应商品:助焊剂清洗剂(WS-923U)

以上是粗略的贴装工序。希望大家能理解清洗与其贴装产品的品质相关性。

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