Công nghệ PCBA - Giới thiệu về kiểm soát độ sạch của bảng mạch PCB

Sạch sẽ đã nhận được sự chú ý ngày càng nhiều trong ngành công nghiệp máy móc và ngành công nghiệp vi điện tử. Bài viết này chủ yếu giới thiệu khái niệm về độ sạch, độ sạch của các hạt và phương pháp phát hiện chất ô nhiễm ion, và kết hợp với tình hình trong phòng thí nghiệm này, giới thiệu các thiết bị liên quan để phát hiện độ sạch.

1 Giới thiệu

1.1 Khái niệm sạch sẽ

Sạch sẽ chỉ ra lượng bụi bẩn còn lại trên một bề mặt nhất định của một bộ phận hoặc sản phẩm sau khi làm sạch. Nói chung, lượng bụi bẩn bao gồm các số liệu như loại, hình dạng, kích thước, số lượng và trọng lượng.

1.2 Việc kiểm tra độ sạch sẽ

1.2.1 Kiểm soát sự sạch sẽ của xe

Kiểm soát độ sạch sẽ là một liên kết quan trọng để đảm bảo rằng sản phẩm đáp ứng các yêu cầu chất lượng trong quá trình sản xuất. Tác động của nó đến xe chủ yếu thể hiện trong hai khía cạnh:

Một mặt, tác động đến hiệu suất sản phẩm. Ví dụ, sự tắc nghẽn của đường dây nhiên liệu gây khó khăn trong việc khởi động động cơ hoặc không đủ công suất, sự tắc nghẽn của đường dây dầu bôi trơn dẫn đến không đủ hoặc không có áp suất của dầu, làm tăng ma sát giữa các cặp di chuyển, động cơ không thể áp dụng công suất hiệu quả, và thậm chí khiến xi lanh bị chặn. Đường phanh bị chặn. , Sẽ làm giảm hiệu ứng phanh, hoặc gây thất bại phanh.

Mặt khác, tác động đến tuổi thọ của xe. Một nhà máy trong nước đã tiến hành thử nghiệm về tác động của độ sạch sẽ đối với tuổi thọ động cơ. Thống kê cho thấy sau khi xử lý sạch sẽ của các bộ phận động cơ diesel và toàn bộ máy, tuổi thọ của động cơ diesel đã tăng gấp đôi.

1.2.2 Kiểm soát độ sạch của bảng mạch

Hiệu suất của bảng mạch có liên quan trực tiếp đến lượng cụ thể của dư thừa có thể nhìn thấy và vô hình giữa các miếng đệm và lỗ trên tất cả các khu vực của mạch hoạt động. Trong môi trường ẩm ướt, ô nhiễm có thể gây ra nhiều vấn đề, chẳng hạn như mạch ngắn giữa các dây dẫn gây ra bởi sự phát triển tinh thể, hoặc ăn mòn trực tiếp của các dây dẫn để giảm trở kháng bề mặt của sản phẩm. Đối với bảng mạch, đặc biệt quan trọng là theo dõi mức độ ô nhiễm ô nhiễm để đảm bảo độ tin cậy của sản phẩm.

Các chất ô nhiễm chính có thể được tiếp xúc trong sản xuất mạch tích hợp là: tạp chất hạt, ion vô hữu cơ, chất hữu cơ, vi sinh vật và tạp chất khí. Nói rộng rãi, nhiệt độ không phù hợp, độ ẩm, ánh sáng, tiếng ồn tĩnh điện và điện từ quá mức, tiếng ồn không khí và rung vi mô cũng là chất ô nhiễm đặc biệt. Trong số đó, khi lượng tạp chất hạt, ion vô hữu cơ, chất hữu cơ, vi sinh vật và tạp chất khí vượt quá một giới hạn nhất định, nó sẽ gây ra trầy xước bề mặt, ngắt kết nối mô hình, ngắn mạch, lỗ chân và vỏ các sản phẩm mạch tích hợp, dẫn đến rò rỉ mạch, Đặc điểm điện bất thường. Những thứ nhẹ hơn sẽ ảnh hưởng đến hiệu suất mạch và tuổi thọ, và những thứ nghiêm trọng hơn có thể khiến mạch bị phế thải. Nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng không phù hợp và điện tĩnh, rung và tiếng ồn quá mức không chỉ ảnh hưởng đến độ chính xác xử lý và tuổi thọ của thiết bị quy trình, mà còn ảnh hưởng đến cảm xúc của người vận hành, do đó ảnh hưởng đến chất lượng, hiệu quả sản xuất và năng suất của mạch tích hợp. Tỷ lệ lỗi sản phẩm do vấn đề ô nhiễm có thể cao đến 60%.

2 Phương pháp kiểm tra độ sạch

Phương pháp kiểm tra độ sạch rất quan trọng cho kiểm soát quy trình, đảm bảo chất lượng và phân tích lỗi. Phương pháp thử nghiệm là tóm tắt các thủ tục chi tiết được sử dụng để có được dữ liệu độ sạch của đối tượng thử nghiệm như các bộ phận cơ khí và điện tử khác nhau.

Một số chất ô nhiễm trên bề mặt của mảnh có thể được phát hiện trực tiếp, trong khi những chất khác cần được phát hiện bằng các phương pháp gián tiếp. Ví dụ, độ sạch của các thành phần và khoang hệ thống trong máy móc thường được xác định bằng các phương pháp gián tiếp, sử dụng mức độ ô nhiễm của chất lỏng làm việc hoặc chất lỏng quy trình (chất lỏng làm sạch) được sử dụng, chẳng hạn như độ sạch của hệ thống thủy lực bằng cách kiểm tra độ sạch của dầu thủy lực Mức độ để xác định. Phát hiện gián tiếp chủ yếu liên quan đến việc thu thập các mẫu dầu, thanh lọc và cân các mẫu dầu. Phòng thí nghiệm làm sạch CTI cũng đang phát triển các phương pháp làm sạch gián tiếp dựa trên một số lượng lớn các phương pháp làm sạch trực tiếp.

Mức độ ô nhiễm ion cũng được đo bằng các phương pháp gián tiếp. Đầu tiên, rửa bề mặt bảng mạch bằng dung dịch thử nghiệm, hòa tan ô nhiễm ion trong dung dịch rửa, và sau đó phát hiện điện trở hoặc độ dẫn của chiết xuất. Phương pháp phát hiện chính là phương pháp tương đương NaCl. Và ion chromatography.

2.1 Tổng quan về phương pháp:

Đối với độ sạch của các hạt, có 5 phương pháp phát hiện thường được sử dụng: phương pháp kiểm tra thị giác, phương pháp huỳnh quang, phương pháp cân nặng, phương pháp góc tiếp xúc, phương pháp số lượng kích thước hạt.

Để kiểm tra độ sạch của bảng mạch, chủ yếu có phương pháp tương đương NaCl và nhiễm sắc ion.

Phương pháp kiểm tra thị giác: Phương pháp kiểm tra thị giác là một phương pháp kiểm tra tương đối đơn giản. Bề mặt bên ngoài hoặc bề mặt khoang bên trong của bộ phận có thể được quan sát dưới kính phóng to hoặc kính hiển vi được kiểm tra trực tiếp bằng tay. Và sau đó xác định xem các hạt ô nhiễm là kim loại, phi kim loại hoặc sợi, và kích thước của nó. Phương pháp kiểm tra thị giác chủ yếu được sử dụng để kiểm tra các hạt tương đối lớn và rõ ràng, điểm, điểm rỉ và ô nhiễm khác còn lại trên bề mặt của các bộ phận. Nhược điểm chính của phương pháp này là kết quả kiểm tra dễ bị các yếu tố con người can thiệp.

Phương pháp huỳnh quang: chủ yếu sử dụng ánh sáng cực tím để phát hiện độ sạch của bề mặt của bộ phận. Dưới bức xạ ánh sáng cực tím, các hạt ô nhiễm trên bề mặt sẽ huỳnh quang. Theo huỳnh quang, vị trí của bụi bẩn trên bề mặt của bộ phận có thể được phát hiện trực quan, và cường độ huỳnh quang cũng có thể được kiểm tra với một máy dò tín hiệu để chỉ ra mức độ ô nhiễm của bề mặt. Nhưng nếu bạn muốn xác định thành phần và các đặc điểm khác của chất ô nhiễm, bạn phải dựa vào các phương pháp phân tích khác.

Phương pháp góc tiếp xúc: Cái gọi là góc tiếp xúc là góc được giữ bởi chất lỏng khi nó hình thành một sự cân bằng nhiệt động lực trên bề mặt rắn. Việc đo góc tiếp xúc được hình thành giữa chất rắn và chất lỏng là một kỹ thuật phân tích được biết đến rộng rãi trong nhiều lĩnh vực tương tự như độ dính, xử lý bề mặt và phân tích bề mặt polymer. Đó là một phân tích bề mặt rất nhạy cảm với những thay đổi lớp đơn của nhiều đơn vị. công nghệ. Phương pháp góc tiếp xúc chủ yếu được thực hiện bằng cách sử dụng máy phân tích độ sạch bề mặt. Nó đánh giá sự khác biệt giữa góc tiếp xúc bề mặt (góc thả nước) của thủy tinh, chip, bảng PCB và các vật liệu khác bị ô nhiễm dầu và góc của thủy tinh và chip. Làm thế nào để làm sạch chip và bảng PCB.

Phương pháp cân: Phương pháp cân là một phương pháp kiểm tra độ sạch thường được sử dụng trong sản xuất và thử nghiệm công nghiệp. Nó cũng là phương pháp kiểm tra phổ biến nhất trong phòng thí nghiệm này. Nguyên tắc thử nghiệm là sử dụng chất lỏng làm sạch được chọn để làm sạch một số mẫu nhất định trong điều kiện nhất định. Chất lỏng được làm sạch được lọc qua một màng lọc có kích thước lỗ chân lông nhất định (màng lọc thường được sử dụng có 5μm, 10μm, 20μm, 30μm, v.v.), và bụi bẩn được thu thập trên bề mặt của màng lọc. Màng lọc trước và sau khi lọc được cân, và sự khác biệt giữa hai cân là trọng lượng của chất gây ô nhiễm.

Phương pháp số lượng kích thước hạt: Đây là một phương pháp mới để kiểm tra độ sạch của các bộ phận. Nguyên tắc cơ bản là bề mặt được phát hiện và các hạt ô nhiễm có tỷ lệ hấp thụ ánh sáng hoặc phân tán khác nhau. Phương pháp thử nghiệm tương tự như phương pháp trọng lượng. Sau khi giấy lọc được khô, sử dụng kính hiển vi (thiết bị tốt nhất là thiết bị nhận dạng và phân tích hình ảnh với chức năng chụp ảnh) để phát hiện dưới bức xạ ánh sáng, và kích thước hạt và diện tích có thể được thu thập. Kết quả đo ô nhiễm hạt rắn của bộ phận. Nó phù hợp cho phương pháp phát hiện độ sạch định lượng làm sạch chính xác, đặc biệt phù hợp để phát hiện các hạt nhỏ và các hạt tạp chất màu sắc. Tuy nhiên, nếu màng lọc là màu trắng, việc nhận ra bụi bẩn trắng và bong bóng có thể gây ra đánh giá sai.

Phương pháp tương đương NaCl: Lượng ion dẫn điện trong dung dịch có thể được thể hiện đơn giản bằng độ dẫn điện của dung dịch. Theo khả năng dẫn điện của lượng NaCl được biết trong chiết xuất, hàm lượng ion dẫn điện không biết có thể được chỉ đơn giản đưa ra. Phương pháp hoạt động cụ thể như sau: mỗi tấm in 250mm2 được rửa sạch với 100ml dung dịch trong chế độ chảy cho đến khi dung dịch được thu thập trong ly (quá trình này mất ít nhất 1 phút). Sử dụng máy kiểm tra độ dẫn để kiểm tra điện trở của dung dịch. Phương pháp đầu ra kết quả được thể hiện bằng tương đương NaCl trên mỗi diện tích centimét vuông.

Ion chromatography: Theo mức độ hấp thụ và khử hấp khác nhau của các ion khác nhau trong giai đoạn di động và giai đoạn tĩnh, thời gian cho các ion đi qua cột hấp thụ khác nhau để đạt được sự tách ion. Sau đó theo kích thước của khu vực đỉnh ion, nồng độ của ion được phát hiện được tính toán. Sử dụng isopropanol làm chất chiết xuất để chiết xuất các ion được kiểm tra trên bảng mạch PCB và sau đó sử dụng ion chromatography để phát hiện, chủ yếu được đạt được bằng cách dựa vào ion chromatography. Không giống như phương pháp tương đương NaCl, nhiễm sắc ion có thể đặc trưng nội dung của các ion riêng lẻ.