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電子產(chǎn)品的制造過程中對表面張力的要求
來源: 可靠性與表面技術(shù) 瀏覽 898 次 發(fā)布時間:2024-01-16
表面張力的大小取決于液體的性質(zhì)和環(huán)境條件。一般來說,表面張力隨著液體的分子間吸引力增強(qiáng)而增加,隨著溫度的升高而減小。簡單粗暴理解,表面張力越小的液體,越容易被“侵犯”,表面張力越大的液體“越犟,不容易被侵犯”。在電子產(chǎn)品的制造過程中,清洗、焊接、敷形涂覆和引線鍵合等環(huán)節(jié)都對表面張力和表面能有一定的要求。
清洗的主要目標(biāo)是消除各種類型的殘留物,這些物質(zhì)可能對電子組件的性能產(chǎn)生不良影響。清洗劑的選擇和使用是此過程的關(guān)鍵因素,理想的清洗劑需具有出色的潤濕性,即其表面張力應(yīng)低于被清洗物體的表面能,從而使得清洗劑能夠更好地在物體表面鋪展,提高清洗效果。因此,為了實(shí)現(xiàn)有效的清洗,需要根據(jù)被清潔材料的性質(zhì)選擇適當(dāng)?shù)那逑磩⒖刂魄逑催^程的條件以優(yōu)化表面能。為了更有效地檢測清洗效果,可以通過目視檢查、達(dá)因筆、水滴接觸角和離子污染度等測試來評估清洗后的PCBA/FPCA的表面狀態(tài)。
焊接過程也需要關(guān)注表面能和表面張力。助焊劑是焊接過程中不可或缺的一部分,它有清洗被焊金屬和焊料表面的作用,熔點(diǎn)要低于所有焊料的熔點(diǎn),并在焊接溫度下形成液態(tài)以保護(hù)金屬表面。助焊劑的選擇和使用直接影響到焊接質(zhì)量。此外,焊接過程中焊料與金屬表面的相互作用也受到表面張力的影響。理想的助焊劑應(yīng)具有較低的表面張力,以便受熱后能迅速均勻地流動,從而增強(qiáng)焊料與金屬表面的活性并增加浸潤。
敷形涂覆是一種用于保護(hù)電路板的重要技術(shù),它是將涂料均勻涂布在PCBA(印制板組裝件)上,旨在使電路板在工作和儲存期間能抵御惡劣環(huán)境對電路和元器件的影響。涂覆過程中,如果涂料本身的表面張力高于電路板表面能,則涂料可能會收縮成珠狀,從而導(dǎo)致涂層不均勻。為了達(dá)到敷形涂布的目的,必須精確控制涂料的表面張力和PCBA的表面能,確保涂料均勻涂布在電路板上,從而提高電路板的保護(hù)效果和使用壽命。
引線鍵合工藝是一種廣泛應(yīng)用于集成電路封裝的核心技術(shù),它使用金屬引線來實(shí)現(xiàn)芯片與基板之間的電氣互連和信息互通。在這一過程中,表面張力效應(yīng)可以使得金線之末端形成球狀,并確保其精確定位和形狀轉(zhuǎn)變,從而有利于形成質(zhì)量穩(wěn)定的焊點(diǎn)。另一方面,表面能也對引線鍵合工藝有著顯著影響。比如,當(dāng)引線鍵合或焊盤氧化后在其表面會形成一層難以去除的氧化膜,這層氧化膜的厚度會隨著環(huán)境溫度的升高而增大,會使其表面能降低,可鍵合性降低,導(dǎo)致鍵合力和焊盤形變難以控制,從而可能產(chǎn)生質(zhì)量問題如銅球形成不穩(wěn)定,甚至可能導(dǎo)致虛焊,降低產(chǎn)品的穩(wěn)定性和可靠性。
綜上,清洗、焊接、敷形涂覆、引線鍵合環(huán)節(jié)都需要嚴(yán)格控制和調(diào)整表面能和表面張力以滿足電子產(chǎn)品制造的要求。這涉及到材料選擇、工藝參數(shù)控制等多個方面,需要綜合考慮以達(dá)到最佳效果。