中性水基清洗劑在新能源汽車FPC電路板的應用工藝淺析【原創】
中性水基清洗劑在新能源汽車FPC電路板的應用工藝淺析【原創】
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一、背景:
氣候變化是人類面臨的全球性問題,隨著各國二氧化碳排放,溫室氣體猛增,對生命系統形成威脅。在這一背景下,世界各國以全球協約的方式減排溫室氣體,我國由此提出碳達峰和碳中和目標。我國二氧化碳排放力爭2030年前達到峰值,力爭2060年前實現碳中和。
作為碳減排的重要領域,交通運輸行業向新能源轉型是大勢所趨,減排將主要依靠汽車等交通工具電動化率的提升,隨著全社會的清潔能源發展趨勢日漸明朗,新能源車和儲能行業將迎來廣闊的發展空間。
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二、新能源汽車FPC主要應用領域:
動力電池、電驅、電控三大系統為新能源汽車的核心部件,新能源汽車作為汽車行業未來發展的主線路,車用FPC取代線束成為趨勢,在車體諸多方面都會用到FPC。隨著傳感器技術應用的增加和互聯網對汽車的逐步滲透,汽車的電子化趨勢越來越明顯,汽車電子占整車成本的比重也不斷攀升。FPC在整車的用量占比中也會得到明顯的提升,預計單車FPC用量將超過100片以上。
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三、新能源汽車FPC清洗重要性:
確保器件安全可靠性即安全穩定運行,是儲能電池核心要求。FPC采集線是新能源汽車BMS 系統所需配備的重要部件,對儲能電池運行狀態的監控和信息傳輸同樣是非常重要的環節。
在FPC器件生產制程中,為了保證FPC的高可靠性、電器性能穩定性和使用的壽命,提升外觀質量及成品率,避免污染物污染及因此產生的電遷移,電化學腐蝕而造成電路失效。對SMT表面焊接殘留物等清洗顯得尤為重要,需要對FPC焊接工藝后的錫膏殘留、助焊劑殘留、油污、灰塵、焊盤氧化層、手印、有機污染物及Particle等進行清洗。
4.1、水基清洗工藝設計評估:
為實現一個高良率的清洗工藝,許多因素影響著清洗工藝窗口:基板,污染物,可用的清洗技術,清洗設備,和環境因素。從清洗角度,清洗力主要包含清洗劑化學力及機械力,即所用設備工藝方式、參數等組合。
關于清洗劑的選擇標準通常包括:清洗設備,制程需求,材料兼容性,環境,成本,溶劑槽壽命,氣味以及技術支持。以下幾點可供參考:
A. 水基清洗劑去除污染物的效果如何?
B. 在制程中,需要多高的清洗濃度來清除助焊劑殘留物?
C. 在制程中,需要多高的清洗溫度來清除助焊劑殘留物?
D. 清洗劑的濃度水平是多少?(推薦的濃度范圍)
E. 可能的助焊劑污染物負載量是多少?
F. 清洗劑起泡嗎?
G. 污染物負載量對材料的影響是什么?(清洗劑材料及器件材料)
H. 材料的兼容性如何?如: 金屬的的合金- 層壓板- 塑料- 合成橡膠- 涂料- 元件- 零件標識,標簽以及墨水等
4.2、合明科技W3210中性水基清洗劑在FPC應用:
4.2.1、中性水基清洗劑W3210產品簡介
W3210中性水基清洗劑 是合明科技開發具有創新型的 PH 中性配方的焊后殘留水基清洗劑。適用于清洗不同類型的電子組裝件上的焊劑、錫膏殘留,包括 SIP、WLP 等封裝形式的半導體器件焊劑殘留。由于其 PH 中性,對敏感金屬和聚合物材料有絕佳的材料兼容性。本品適用于超聲波清洗和噴淋清洗等清洗工藝,產品為濃縮液,清洗時可根據殘留物的清洗難易程度,用去離子水稀釋后再進行使用,稀釋液的濃度控制在 15-25%。
4.2.2、W3210中性水基清洗劑產品優點
PH 值呈中性,對鋁、銅、鎳、塑料、標簽,高鉛合金等敏感材料上顯示出絕佳的材料兼容性。
用去離子水按一定比例稀釋后不易起泡,可適用于批量超聲、在線噴淋工藝。
不含鹵素,材料環保;氣味清淡,使用液無閃點,使用安全,不需要額外的防爆措施。
由于 PH 中性,減輕污水處理難度。
配方中不含鹵素,材料滿足 RoHS 和 REACH 環保規范。
4.2.3、W3210中性水基清洗劑 在超聲波和噴淋清洗工藝的具體應用及相關的注意事項
水基工藝分為三大步:第一步清洗,可以1槽或多槽;第二步漂洗,可以1槽或多槽;第三步:干燥,可以在線或離線干燥。
在清洗過程中,因清洗對象的結構特性,清洗工序中有單槽清洗和多槽清洗兩種。多槽清洗分工相對精細,能達到更好的清洗效果。W3210 最佳清洗溫度建議控制在 45~60℃。清洗溫度越高,清洗劑的清洗力會越強,但溫度過高會對清洗工件產生負面影響。應根據清洗件的實際情況選取最佳溫度。
對于水基清洗工藝,漂洗工序必不可少,而且多槽漂洗更能保障清洗件的高品質要求。一般采用去離子水漂洗。漂洗溫度控制在 45~60℃。
漂洗完成后先對清洗組裝件風切干燥,然后采用熱風烘干的方式進行徹底干燥,烘干溫度應控制在80~120℃,時間建議不少于 20min,干燥時間可根據組裝件的結構特性及熱風溫度進行調整。
清洗完成后對干凈度的檢測,可通過目測、顯微鏡、達因筆等進行檢測判斷。通過以上工藝,W3210清洗后綜合良率在同類國內外清洗劑中指數最高。
針對電子制程精密焊后清洗的不同要求,合明科技在水基清洗方面有比較豐富的經驗,對于有著低表面張力、低離子殘留、配合不同清洗工藝使用的情況,自主開發了較為完整的水基系列產品,精細化對應涵蓋從半導體封裝到PCBA組件終端,包括有水基清洗劑和半水基清洗劑,堿性水基清洗劑和中性水基清洗劑等。具體表現在,在同等的清洗力的情況下,合明科技的兼容性較佳,兼容的材料更為廣泛;在同等的兼容性下,合明科技的清洗劑清洗的錫膏種類更多(測試過的錫膏品種有ALPHA、SMIC、INDIUM、SUPER-FLEX、URA、TONGFANG、JISSYU、HANDA、OFT、WTO等品牌;測試過的焊料合金包括SAC305、SAC307、6337、925等不同成分),清洗速度更快,離子殘留低、干凈度更好。
【閱讀提示】
以上為本公司一些經驗的累積,因工藝問題內容廣泛,沒有面面俱到,只對常見問題作分析,隨著電子產業的不斷更新換代,新的工藝問題也不斷出現,本公司自成立以來不斷的追求產品的創新,做到與時俱進,熟悉各種生產復雜工藝,能為各種客戶提供全方位的工藝、設備、材料的清洗解決方案支持。
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