|
在过去清洗模板既简单有且有效。过去模板上的孔要比现在的元件大几百倍,只要在模板上喷上些氯氟烃(CFC)基溶剂,或者用抹布擦试一下就可以了。在当时没有人意识到模板清洗工艺会增加产品的价值,只是把它当作一种用来清洁模板的生产工具。不过,这样的日子一去不复返。大部分深受欢迎的溶剂和使用这些溶剂的机器在上个世纪八十年代末已经被市场所淘汰。取而代之的是其他清洗剂,包括异丙醇(IPA)清洗剂和其他溶剂。
现在对化学药剂的要求是它不能对环境、模板和操作人员健康有害。它们的价格必须更低、味道更清新,而且清洗的效果要更好。模板清洗设备需要使用新一代安全化学制剂,清洁度要超过过去所有产品,排放出去或者累积起来的物质必须是绝对无害的。
使用超微间距、BGA、芯片级封装(CSP)和倒装片元件的现代表面贴装(SMT)组装要求模板必须保持绝对清洁。IPC报告说SMT缺陷有70%是出在焊膏印刷上。在大多数印刷错误中,很大一部分是因为清洗不够充分而造成模板的孔阻塞。电子组装行业最大的特点是随着时间的推移产品价格将持续下降。全世界都将面临着日益增大的压力——必须以更低廉的价格生产出质量更好的产品,要求成品率高,成本还要低。毫无疑问,充分清洗模板是提高产品产量、降低缺陷率和提高可靠性的关键。 一个成功的模板清洗工艺并不只是把模板孔中的焊膏清洗干净。由于环境保护的压力越来越大,在选择清洗化学药剂时面临严格的限制,而且在实际上禁止排放影响生命安全的污水,模板清洗工艺变得更加复杂。
IPC于2007年2月发布了“模板和印错的电路板的清洗指南”( IPC-7526指南),这不是巧合。IPC-7526详细讨论了清洗模板的重要性,包括清洗目标、污染物清除的特点、各种模板清洗工艺和环境因素。此前,关于模板清洗方法和技术没有什么规定。有一些模板清洗技术虽然很有效,但是会损坏现代的模板。有一些技术虽然不会损坏模板的精密表面但是无法彻底清除微间距模板上的焊膏。由于缺乏模板清洗标准,使得一些并不完善的模板清洗方法得以迅速发展。
IPC-7526是最新的模板清洗标准。它准 确地回答了当前在技术、环境和安全等方面的许多问题。有一些模板清洗方法达不到IPC-7526的要求。例如,IPC-7526认可了许多模板清洗方法,同时还提出令人信服的论据,从而解决了人们对特殊模板清洗办法有效性的争议。尽管IPC-7526承认目前普遍使用的人工清洗模板的方法,它还提出了警告——这种方法本身的局限性和危险性往往超过它所带来的好处。
IPC-7526还对采用“海棉”的模板清洗系统提出了警告,因为它们往往会使焊球再次沾在模板上。IPC-7526最大的影响可能体现在模板清洗工艺的漂洗阶段。近年来,模板清洗设备制造商推出的模板清洗系统使用了能够清除焊膏的化学制剂,不再使用传统的用水冲洗的方法。使用“免冲洗”技术的设备似乎对购买者更有吸引力,部分地是因为它们的价钱比较便宜,尺寸也比较小。虽然在IPC-7526中,有49次用到了“冲洗”这个词,事实上,这个标准认为只有免冲洗工艺才是真正“合格”的,只有这样才能保证留在模板上的化学药品不会对印刷工艺带来负面影响,而且残余在模板上的化学药品不会引起模板的弹性结构脱落。
IPC-7526从技术方面讨论了模板清洗技术,有一部份章节介绍了超声波模板清洗机推荐使用的功率密度,以及因清洗溶剂过热引起的热膨胀所造成的危害。它还讨论了可以排放的要求,以及与非循环式模板清洗机有关的责任问题。即使是广泛使用的IPA现在也必须遵守挥发性有机化合物(VOC)的限制以及可燃性警告。污水问题与重金属、pH值、COD/BOD、毒性和其他问题有关,因此必须解决。IPC-7526提出了与模板清洗机排放出去的污水有关的危险和责任问题,所以它提供了循环处理的信息,其中包括炭和离子交换媒质,以及利用蒸发设备把废水排放到下水道。
结论 IPC-7526标准非常全面,它从正反两方面论述了几种清洗技术,同时还充分考虑到操作人员的人身安全和环境保护的要求。因为大多数表面贴装组装商需要清洗模板,而且正确地清洗模板的重要性日益凸出,所以我认为SMT行业的从业人员一定要阅读IPC-7526。人们可以从IPC网站(www.ipc.org)免费下载IPC-7526。
Michael Konrad是SMT杂志顾问、Aqueous科技有限公司总裁。Konrad还担任IPC的表面贴装设备制造商协会(SMEMA)APEX商贸展委员会委员。电话:(1)909-944-7771;电子邮件:konrad@aqueoustech.com。
|