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超声波清洗在高精度PCB制造中的应用

超声波是一种声波。它之所以被称为超声波,主要是因为人耳听到的声音频率范围很窄,只有16-2万Hz左右。频率低于16Hz的声音通常被称为次声波,频率高于20KHz的声音被称为超声波。20世纪90年代,科技的巨大变化促进了超声波技术的快速发展,其性能和领域取得了前所未有的突破。超声波清洗技术的应用不仅给人们带来了理想的清洗效果,也是一种有利于环保的清洗方法。

电子工业的不断发展和更新对PCB的生产提出了更高的要求。这一高要求主要体现在设计的复杂性、层数的提高、微孔技术的应用、厚径比的提高、良好的共性等方面。其中,微孔、高厚径板的大规模生产和HDI技术的发展给PCB湿工艺的生产增加了很大的难度。原生产线根本不能满足生产板的质量要求。其特点是塞孔/无铜缺陷比例急剧上升。在表面处理过程中,小盲孔难以润湿和清洗。为了保证PCB盲孔和导通孔的质量,超声波清洗技术开始引入PCB行业。生产实践表明,超声波清洗可以更好地改善塞孔/无铜缺陷和PCB表面处理效果。有鉴于此,在线超声波的安装无疑武装了原生产线,增强了战斗力!

超声波的作用机理及主要成分

超声波清洗的作用机理主要是超声空化,超声空化主要表现在以下几个方面:

(1)液体中存在的微气泡(空化核)在声场的作用下振动。当声压达到一定值时,气泡会迅速变大,然后突然关闭。气泡关闭时产生的冲击水波可在周围产生1000多个瞬时高压,破坏和去除污垢,分散在水中。
(2)在振荡过程中,空化气泡本身将伴随着辐射扭矩等一系列二阶现象。辐射扭矩作用于均匀液体中的液体本身,导致液体本身的循环流动,称为声流,可使振动气泡处于高速梯度和粘度应力,有时高达100Pa,足以造成损坏和脱落。
(3)超声空化在固体和液体表面产生的高速微射流对清洁剂产生影响。基于以上三点,超声波作用机理主要是超声空化、二阶效应产生的声流和固体和液体界面产生的高速微射流的影响。

超声波清洗主要用于PCB生产

应用于阻焊过程

超声波清洗用于阻焊过程中,其作用是改善导通孔阻焊油墨塞孔不良。由于在阻焊过程中,由于S/M的质量缺陷,可能需要返工,但对于微孔和高厚度板,在返回S/M时,往往难以清洁阻焊油墨塞孔的导孔,因此在重新堵孔时容易造成堵孔不良。超声波清洗可以清除导孔中的S/M,有利于重塞孔。

去毛刺流程

一方面,在高速旋转和剧烈摩擦过程中,玻璃环氧树脂和钻嘴的局部温度上升到200℃以上,超过树脂的Tg值(约130℃)。导致树脂软化熔化成胶糊,基本覆盖孔壁;冷却后,它变成胶渣(Smear)。此外,在钻孔时,或多或少会在孔中留下残留的钻屑。对于大孔,上述钻孔污染基本上可以通过过去的钻孔污染处理来去除。然而,对于一些小孔(f≤0.30mm),由于Desmear药水的润湿和交换困难,可能会导致钻孔污染残留。PTH和PPTH过程后,最终结果将出现孔内毛刺、塞孔或无铜。另一方面,当去除毛刺时,当磨刷和板相互摩擦时,它们会相互损坏,即在去除孔口毛刺和板面杂物的同时,磨刷本身也会磨损和脱落,特别是对于毛毡刷。这种磨刷脱落物在磨刷旋转时可能会被拖入孔中,如果与孔的作用力不强,则可以通过后面的高压水洗去除,如果与孔的作用力强,则不可能通过高压水洗去除。这样,如果Desmear过程仍然无法去除,则直接导致塞孔/无铜。

基于上述原因,去毛刺后增加超声波清洗工艺,可大大去除钻孔和去毛刺残留的杂污,改善塞孔/无铜缺陷,提高产品合格率。

表面处理工艺

对于一些背板和高厚径比生产板,正常设备的孔很难润湿,导致表面处理涂层失败,离子污染高,因此相当多的PCB制造商在其生产线上增加了超声波清洗设备。

焊接前清洗PCB

目前,在PCB制造商的下游客户中,预焊剂或其他污染物有时会残留在板材一侧的峰值焊接中。鉴于这种超声波清洗开始受到一些客户的青睐。

超声波作为一种清洁工具,可以更好地改善PCB生产中的塞孔问题。它可以消除不与孔壁连接或外力强的异物。随着电子产品的发展,PCB的生产难度日益增加。超声波清洗技术的发展和应用提高了微孔的生产能力PCB的生产能力。10的生产板(刀径为0.25mm)的塞孔废品率控制在0.25%以下。

超声波清洗在高精度PCB制造中的应用

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