Hvad er Ultrasonic Atomization Spraying PCB-teknologi?

Hvad er Ultrasonic Atomization Spraying PCB-teknologi?

Printede kredsløb (PCB'er) er kernekomponenter i elektroniske enheder, og deres driftsmiljø er ofte komplekst og variabelt. Faktorer som fugt, støv og kemisk korrosion kan nemt føre til PCB-fejl. I PCB-fremstillings- og samlingsprocessen er belægningsprocessen – uanset om det er påføring af en konform belægning eller selektiv sprøjtning af flusmiddel – et kritisk trin, der bestemmer produktets pålidelighed og levetid.

Traditionelle sprøjteprocesser er hovedsageligt afhængige af pneumatisk sprøjtning med to væsker, der ofte står over for problemer som ujævn belægning, betydeligt malingspild, lav sprøjtningsnøjagtighed og dannelse af bobler og nålehuller. Fremkomsten af ​​ultralydsforstøvningssprøjteteknologi giver en helt ny løsning til PCB-belægningsprocesser. Denne teknologi bruger højfrekvent ultralyd til at forstøve væske til ensartede dråber i mikronstørrelse, som derefter styres af en lavtryksluftstrøm til at aflejre sig på måloverfladen. Med sin høje præcision, høje ensartethed og høje materialeudnyttelse er det gradvist ved at blive den foretrukne proces inden for PCB-belægningsområdet.

Arbejdsprincippet for ultralydsforstøvningssprøjtning: Kernen i ultralydsforstøvningssprøjtning ligger i dens unikke forstøvningsmetode. Systemet konverterer elektrisk energi til højfrekvente mekaniske vibrationer (typisk 20kHz til 200kHz) gennem en piezoelektrisk keramisk transducer. Højfrekvente vibrationer skaber kapillære bølger på dyseoverfladen og nedbryder væskefilmen til ensartede små dråber i mikronstørrelse. For eksempel kan en almindelig frekvens på 120 kHz danne dråber på ca. 13 µm; 180kHz kan producere endnu mindre dråber på 8µm.

De resulterende tågelignende dråber ledes derefter af en lavtryksbæregas (normalt tør luft eller nitrogen) og aflejres præcist på PCB'ens målområde. Denne proces har flere væsentlige fordele:

Berøringsfri sprøjtning: Dysen kommer ikke i direkte kontakt med underlaget, hvilket undgår mekanisk beskadigelse af komponenter på PCB-overfladen.

Dysefrit design: Mange ultralydsdyser har en dysefri struktur, der grundlæggende undgår de tilstopningsproblemer, der er almindelige med traditionelle dyser.

Lavtryksdrift: Bæregastrykket er typisk mellem 0,2-1,0 bar, langt lavere end traditionel pneumatisk sprøjtning, hvilket resulterer i en skånsom forstøvningsproces uden sprøjt.

Hovedanvendelser af ultralydssprøjtning i PCB-fremstilling:

Konform belægning: Konform belægning er en nøgleproces til at forbedre den beskyttende ydeevne af kredsløbskort. Dens funktion er at danne en ensartet beskyttende film på printpladens overflade, der effektivt isolerer skadelige stoffer som fugt, støv, saltspray og kemiske opløsningsmidler.

Ultralydssprøjtning har særligt fremtrædende fordele ved konform belægning. Dråbediameteren kan styres præcist på mikronniveau, hvilket muliggør omfattende dækning af komplekse områder såsom bittesmå komponenter og bengab på printkortet, hvilket undgår sprøjtning af blinde vinkler. Ultralydssprøjtning kan afsætte et ensartet beskyttende lag på komplekse strukturer, såsom mellem små komponenter og understifter, hvilket forhindrer komponentfejl i fugtige, ætsende eller høje temperaturmiljøer.

Med hensyn til belægningstykkelseskontrol kan ultralydssprøjtning opnå en typisk belægningstykkelse på 10-30 µm i et enkelt lag og kan nå over 50 µm gennem flere lag. Belægningens ensartethed når ±5%, og repeterbarhedens nøjagtighed når ±2%, hvilket fuldt ud opfylder kravene til højpræcisions PCB-belægning. Velegnet til forskellige konforme belægningsmaterialer såsom polyurethan, akrylharpiks, silikoneharpiks og UV-hærdelige materialer.

Selektiv fluxsprøjtning: Ved bølgelodning eller selektive loddeprocesser skal flux påføres præcist på specifikke områder af printkortet (såsom stifter på komponenter med gennemgående huller, puder eller loddesamlinger på overflademonteringskomponenter) før lodning.

Ultralyds selektive sprøjtesystemer kan præcist indstille belægningsplacering, form og mængde i henhold til PCB-designdokumenterne. Dens nøjagtighed når sub-millimeter niveauer, hvilket gør den ideel til højdensitet, fin-pitch PCB samlinger. Endnu vigtigere er det, at selektiv sprøjtning kun dækker de områder, der skal loddes, og undgår 70-90 % flusspild, der findes i traditionelle overordnede sprøjte- eller opskumningsprocesser. Internationalt førende ultralydssprøjteløsninger kan opnå op til 90 % fluxbesparelser.

Fluorrest er koncentreret nær loddeforbindelsen, væk fra følsomme områder såsom guldfingre, stik og testpunkter, hvilket reducerer risikoen for elektrokemisk migration (CAF), korrosion og lækage forårsaget af rester betydeligt.

Fleksible kredsløb og specielle belægninger

Udover de to hovedanvendelser nævnt ovenfor, kan ultralydssprøjtning også bruges til fremstilling af fleksible trykte kredsløb (FPC'er). Fleksible kredsløb opnås ved at forstøve nano-sølv ledende blæk gennem en ultralydsdyse og sprøjte det på et polyimid (PI) filmsubstrat, efterfulgt af lavtemperatursintring. Ydermere kan ultralydssprøjtning også anvendes til belægning af specielle polymermaterialer såsom polyimid på PCB.

Tekniske fordele ved ultralydssprøjtning

Sammenlignet med traditionelle sprøjteprocesser udviser ultralydsforstøvningssprøjtning multidimensionelle fordele i PCB-belægning:

Belægningskvalitet: De forstøvede dråber er små og koncentrerede i størrelse, hvilket resulterer i en ultratynd og ensartet belægning. Ensartet belægningstykkelse sikrer ensartet beskyttende ydeevne og reducerer risikoen for lokaliseret beskyttelsesfejl på grund af ujævn belægning. For eksempel kan ensartetheden af ​​den forberedte belægning være bedre end 5 % med en bred ultralydsdyse.

Materialeudnyttelse: Malingsudnyttelsesgraden for ultralydssprøjtning er mere end fire gange højere end traditionel to-væske sprøjtning. Præcis forstøvningskontrol og retningsbestemt sprøjteteknologi kan øge malingsudnyttelsen til over 90 %. Nogle højtydende ultralydsspraydyser kan opnå malingsudnyttelsesgrader på 95 % eller højere. 

Med hensyn til præcision og kontrol: Ultralydssprøjtning muliggør ultralave væskeflowhastigheder og præcis flowkontrol. Flowkontrolnøjagtigheden kan nå op på 0,01 ml/min, og tørfilmtykkelsen kan kontrolleres inden for intervallet 20 nanometer til 100 mikrometer. Kombineret med en præcis XYZ bevægelsesplatform kan komplekse sprøjtebaner såsom punkter, linjer, overflader og rotationer programmeres. 3-12

Med hensyn til miljøbeskyttelse og omkostninger: Reducerer markant malingspild og emissioner af flygtige organiske forbindelser (VOC). Ultralydsvibrationssystemet har lavere energiforbrug, hvilket effektivt sparer elektricitet sammenlignet med traditionelt højtrykssprøjteudstyr. Samtidig er dysen mindre tilbøjelig til at tilstoppe, hvilket effektivt reducerer vedligeholdelsesomkostningerne.

Ultralyds forstøvningssprøjte-teknologi, med sin høje præcision, høje ensartethed, høje materialeudnyttelse og fremragende tilpasningsevne til komplekse overflader, ændrer dybtgående landskabet for PCB-belægningsprocesser. Uanset om det er den ensartede påføring af konforme belægninger eller den selektive og præcise sprøjtning af flux, demonstrerer ultralydssprøjtning fordele, som traditionelle processer ikke kan matche.

Da elektronikfremstillingsindustrien fortsætter med at hæve sine krav til produktbeskyttelsesniveauer, produktionseffektivitet og miljøbeskyttelse, vil anvendelsesmulighederne for ultralydssprøjteteknologi på PCB-området være endnu bredere. For elektronikfremstillingsvirksomheder, der forfølger produktionsopgraderinger og produktkvalitetsforbedringer, er ultralydsforstøvningssprøjtning utvivlsomt en nøgleprocesteknologi, der er værdig til fokuseret opmærksomhed og anvendelse.