Als zentraler Grundbestandteil elektronischer Geräte spielen Qualität und Leistung von Leiterplatten eine entscheidende Rolle für die Stabilität und Lebensdauer des gesamten Produkts. DerReinigungsprozess für LeiterplattenAls wichtiges Bindeglied zur Qualitätssicherung von Leiterplatten spielt es eine unverzichtbare Rolle im gesamten Produktionsprozess.
Die Bedeutung der Reinigung von Leiterplatten
Während des Herstellungsprozesses müssen Leiterplatten zahlreiche komplexe Vorgänge wie Löten, Beschichten und Montieren durchlaufen. Während dieser Prozesse ist die Oberfläche der Leiterplatten sehr anfällig für verschiedene Schadstoffe, was nicht nur ihr Aussehen beeinträchtigt, sondern auch gravierende Auswirkungen auf ihre elektrische Leistung hat.
Beeinflusst die elektrische Leistung
Das Vorhandensein von Schadstoffen kann die elektrischen Eigenschaften der Oberflächen von Leiterplatten verändern. Beispielsweise können die Ionenkomponenten im Restfluss zu einer Verringerung des Oberflächenwiderstands führen, was zu Kurzschlussfehlern führen kann; Nichtionische Schadstoffe wie Staub und Ölflecken können die Stabilität der Signalübertragung beeinträchtigen und Probleme wie Signalverzerrungen und Interferenzen verursachen, insbesondere in Hochfrequenzschaltkreisen und elektronischen Präzisionsgeräten, wo diese Auswirkungen stärker ausgeprägt sind.
Reduzieren Sie die Zuverlässigkeit
Bei Leiterplatten, die sich über einen längeren Zeitraum in funktionsfähigem Zustand befinden, kann es bei Rückständen von Schadstoffen auf der Oberfläche unter dem Einfluss von Umweltfaktoren wie Temperatur und Luftfeuchtigkeit zu Korrosionsreaktionen kommen. Beispielsweise rosten und korrodieren Metallstifte oder Schaltkreise durch die gemeinsame Erosion von Schadstoffen und Feuchtigkeit allmählich, was zu schlechten elektrischen Verbindungen und sogar offenen Schaltkreisen führt, was die Lebensdauer von Leiterplatten erheblich verkürzt und die Produktzuverlässigkeit verringert.
Branchenstandards und Kundenanforderungen werden nicht erfüllt
In der Elektronikindustrie, insbesondere im Militär, in der Luft- und Raumfahrt und anderen Bereichen, in denen eine extrem hohe Zuverlässigkeit erforderlich ist, sowie in der Unterhaltungselektronikindustrie, bei der das Erscheinungsbild und die Qualität der Produkte im Vordergrund stehen, gelten strenge Standards für die Sauberkeit von Leiterplatten. Wenn die Reinigung der Leiterplatten nicht den Standards entspricht, besteht das Produkt die entsprechende Qualitätsprüfung nicht und kann die Erwartungen des Kunden an die Produktqualität nicht erfüllen. In schweren Fällen kann es zu einem Produktrückruf kommen und dem Unternehmen enorme Verluste zufügen.
Gängige Reinigungsverfahren und -eigenschaften für Leiterplatten
Reinigungsverfahren auf Wasserbasis
Verfahrensprinzip: Wasser wird als Hauptreinigungsmedium verwendet und dem Wasser werden Tenside, Additive, Korrosionsinhibitoren, Chelatbildner und andere Komponenten zugesetzt, um ein wasserbasiertes Reinigungsmittel zu bilden. Reinigungsmittel auf Wasserbasis nutzen die Löslichkeit von Wasser und die vielfältigen Wirkungen von Zusatzstoffen wie Emulgierung, Dispergierung und Verseifung, um Schadstoffe von den Oberflächen von Leiterplatten zu entfernen. Beispielsweise können Tenside die Oberflächenspannung von Wasser verringern, sodass Wasser leichter zwischen Schadstoffen und Leiterplattenoberflächen eindringen und Schadstoffe im Wasser emulgieren und verteilen kann. Korrosionsinhibitoren können verhindern, dass Wasser Metallkomponenten auf Leiterplatten angreift.
Prozessvorteile: Der wasserbasierte Reinigungsprozess bietet ein hohes Maß an Sicherheit, Wasser verbrennt oder explodiert nicht, ist grundsätzlich ungiftig und stellt für Bediener und Umwelt nur geringe Schäden dar. Darüber hinaus bietet die Formelzusammensetzung wasserbasierter Reinigungsmittel einen hohen Freiheitsgrad und kann je nach Art von Schadstoffen und Leiterplattenmaterialien angepasst werden. Sie haben eine gute Reinigungswirkung sowohl bei polaren als auch bei un{5}polaren Schadstoffen und verfügen über ein breites Reinigungsspektrum. Darüber hinaus ist Wasser als natürliches Lösungsmittel kostengünstig und weit verbreitet.
Einschränkungen: Dieser Prozess erfordert große Mengen an Wasserressourcen und kann durch natürliche Bedingungen in Gebieten mit knappen Wasserressourcen eingeschränkt sein. Einige elektronische Komponenten sind möglicherweise nicht wasserbeständig-und Metallteile neigen nach der Reinigung mit Wasser zum Rosten. Die Oberflächenspannung von Wasser ist hoch, was es schwierig macht, kleine Lücken auf Leiterplatten zu reinigen und restliche Tenside gründlich zu entfernen. Der Trocknungsprozess nach der Reinigung ist relativ komplex, verbraucht viel Energie und erfordert außerdem die Installation von Abwasseraufbereitungsanlagen, die hohe Anlagenkosten verursachen und eine große Fläche einnehmen.
Halbwasserbasierter-Reinigungsprozess
Verfahrensprinzip: Bei der halbwasserbasierten Reinigung wird ein Reinigungsmittel verwendet, das aus organischen Lösungsmitteln, entionisiertem Wasser und einer bestimmten Menge an Wirk- und Zusatzstoffen besteht. Die organischen Lösungsmittel in dieser Art von Reinigungsmitteln können unpolare Schadstoffe auf der Oberfläche von Leiterplatten, wie z. B. Ölflecken, Kolophonium usw., lösen; Das zugesetzte Wasser und die Tenside tragen dazu bei, polare Schadstoffe, wie etwa Restflussmittel, zu entfernen. Nach der Reinigung mit Wasser abspülen, um restliche Reinigungsmittel zu entfernen.
Verfahrensvorteile: Reinigungsmittel auf Halbwasserbasis-haben eine starke Reinigungswirkung, können gleichzeitig polare und un{1}polare Schadstoffe entfernen und verfügen über eine gute, langanhaltende Reinigungswirkung. Da es sich bei Reinigungsmitteln um organische Lösungsmittel handelt, die jedoch einen hohen Flammpunkt und eine relativ geringe Toxizität aufweisen, sind sie relativ sicher in der Anwendung. Darüber hinaus werden zum Reinigen und Spülen verschiedene Arten von Medien verwendet, zum Spülen wird in der Regel reines Wasser verwendet, wodurch die Verschmutzung während des Reinigungsprozesses wirksam kontrolliert werden kann.
Manko: Die Abfallflüssigkeits- und Abwasserbehandlung, die durch den halbwasserbasierten Reinigungsprozess entsteht, ist relativ komplex und wurde noch nicht gründlich gelöst. Für die Abwasserentsorgung ist eine spezielle Behandlung zur Entfernung organischer Lösungsmittel und anderer Schadstoffe erforderlich, um die Umweltstandards für Abwässer zu erfüllen, was die Produktionskosten und die Behandlungsschwierigkeiten erhöht.
Reinigungsprozess mit Lösungsmittel
Verfahrensprinzip: Hauptsächlich die Löslichkeit von Lösungsmitteln nutzen, um Schadstoffe auf der Oberfläche von Leiterplatten zu entfernen. Je nach Auswahl der Reinigungsmittel kann man sie in brennbare Reinigungsmittel und nicht brennbare Reinigungsmittel einteilen. Brennbare Reinigungsmittel wie organische Kohlenwasserstoffe und Alkohole sowie nicht brennbare Reinigungsmittel wie chlorierte Kohlenwasserstoffe und fluorierte Kohlenwasserstoffe. Lösungsmittel können Schadstoffe wie Ölflecken und Flussmittelrückstände auf der Oberfläche von Leiterplatten schnell lösen und anschließend durch Verflüchtigung abtransportieren.
Prozessvorteile: Der Lösungsmittelreinigungsprozess zeichnet sich durch schnelle Verdunstung und starke Löslichkeit aus und die Anforderungen an die Ausrüstung sind relativ einfach. Beispielsweise haben Kohlenwasserstoff-Reinigungsmittel eine starke Reinigungswirkung bei öligen Schadstoffen und eine geringe Oberflächenspannung sowie eine gute Reinigungswirkung bei feinen Nähten und Poren; Alkoholbasierte Reinigungsmittel haben eine gute Löslichkeit für ionische Schadstoffe und haben einen erheblichen Einfluss auf die Reinigung von Kolophoniumflussmitteln. Darüber hinaus können einige Lösungsmittel destilliert und zur wiederholten Verwendung recycelt werden, was relativ wirtschaftlich ist.
Nachteile: Einige herkömmliche lösungsmittelhaltige Reinigungsmittel, beispielsweise organische Lösungsmittel, die Chlor und Fluor enthalten, stellen erhebliche Gefahren für die Umwelt dar und einige wurden als verbotene oder eingeschränkte Materialien aufgeführt. Mittlerweile sind lösungsmittelhaltige Reinigungsmittel meist flüchtig und brennbar, was gewisse Sicherheitsrisiken mit sich bringt und strenge Sicherheitsmaßnahmen erfordert. Darüber hinaus wirken einige Lösungsmittel bis zu einem gewissen Grad korrosiv auf Materialien wie Kunststoffe und Gummi, was die entsprechenden Komponenten auf den Leiterplatten angreifen kann.
Kein Reinigungsvorgang
Prozessprinzip: Während des Schweißprozesses wird ein nicht reinigendes Flussmittel oder eine nicht reinigende Lotpaste verwendet, die nach dem Schweißen ohne Reinigung direkt in den nächsten Prozess übergeht. Nicht reinigende Flussmittel lassen sich grob in drei Kategorien einteilen: Flussmittel vom Typ Kolophonium, waschbar, wasserlöslich und Flussmittel mit niedrigem Feststoffgehalt. Das Prinzip besteht darin, die Formel des Flussmittels so zu optimieren, dass die Reststoffe nach dem Löten keine negativen Auswirkungen auf die Leistung und Zuverlässigkeit der Leiterplatten haben bzw. die Restmenge äußerst gering ist, ohne dass eine spezielle Reinigung erforderlich ist.
Prozessvorteile: Der Prozess ohne Reinigung bietet erhebliche Vorteile, da er den Prozessablauf vereinfacht, Reinigungsschritte reduziert und somit Zeit und Arbeitskosten spart. Da gleichzeitig der Einsatz von Reinigungsmitteln und -geräten entfällt, sinken auch die Herstellungskosten und die Umweltbelastung. Bei der Herstellung elektronischer Produkte, die hohe Kosten und Produktionseffizienz erfordern, wie beispielsweise mobile Kommunikationsprodukte, werden sie häufig eingesetzt.
Anwendungseinschränkungen: Bei Produkten mit extrem hohen Zuverlässigkeitsanforderungen, wie z. B. elektronischen Produkten in der Luft- und Raumfahrt und anderen Bereichen, kann es auch dann zu mehr oder weniger Rückständen kommen, wenn kein Reinigungsflussmittel verwendet wird, was die Leistung des Produkts in extremen Umgebungen beeinträchtigen kann, sodass eine Reinigung in der Regel immer noch erforderlich ist. Darüber hinaus erfordert der reinigungsfreie Prozess eine hohe Kontrolle des Schweißprozesses und eine strikte Sicherung der Schweißqualität, da sonst verbleibende Verunreinigungen zu Problemen führen können.
Ultraschall-Reinigungsverfahren
Verfahrensprinzip: Nutzen Sie den Kavitationseffekt, der durch die Ausbreitung von Ultraschallwellen in flüssigen Medien entsteht, zur Reinigung von Leiterplatten. Der Ultraschallgenerator erzeugt hochfrequente Schwingungssignale, die von einem Wandler in hochfrequente mechanische Schwingungen umgewandelt und in die Reinigungslösung übertragen werden. In der Reinigungslösung führt die hochfrequente Schwingung der Ultraschallwellen zu Dichteveränderungen der Flüssigkeitsmoleküle und zur Bildung unzähliger kleiner Bläschen. Wenn diese Blasen sofort platzen, erzeugen sie eine starke Aufprallkraft, die wie unzählige kleine „Explosionen“ auf die Oberfläche der Leiterplatten trifft, wodurch der Schmutz auf der Oberfläche schnell abfällt und so der Reinigungseffekt erzielt wird.
Prozessvorteil: Die Ultraschallreinigung kann tief in die feinen Lücken, Löcher und andere schwer zugängliche Bereiche der Leiterplatten eindringen und keine toten Ecken hinterlassen. Bei einigen Leiterplatten mit komplexen Formen und feinen Oberflächenstrukturen hat es eine gute Reinigungswirkung. Inzwischen kann die Ultraschallreinigung mit anderen Reinigungsprozessen wie wasserbasierter Reinigung, Lösungsmittelreinigung usw. kombiniert werden, um die Reinigungseffizienz und -qualität weiter zu verbessern. Darüber hinaus weist dieser Vorgang eine hohe Reinigungsgeschwindigkeit auf und kann im Allgemeinen in kurzer Zeit abgeschlossen werden, wobei eine gute Reinigungswirkung in etwa 15 Minuten erreicht wird.