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中性水基清洗剂在新能源汽车FPC电路板的应用工艺浅析【原创】

发布日期:2022-06-09 发布者:合明科技Unibright 浏览次数:724

中性水基清洗剂在新能源汽车FPC电路板的应用工艺浅析【原创】

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一、背景:

气候变化是人类面临的全球性问题,随着各国二氧化碳排放,温室气体猛增,对生命系统形成威胁。在这一背景下,世界各国以全球协约的方式减排温室气体,我国由此提出碳达峰和碳中和目标。我国二氧化碳排放力争2030年前达到峰值,力争2060年前实现碳中和。

作为碳减排的重要领域,交通运输行业向新能源转型是大势所趋,减排将主要依靠汽车等交通工具电动化率的提升,随着全社会的清洁能源发展趋势日渐明朗,新能源车和储能行业将迎来广阔的发展空间。

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(图片来源于网络)

 

二、新能源汽车FPC主要应用领域:

动力电池、电驱、电控三大系统为新能源汽车的核心部件,新能源汽车作为汽车行业未来发展的主线路,车用FPC取代线束成为趋势,在车体诸多方面都会用到FPC。随着传感器技术应用的增加和互联网对汽车的逐步渗透,汽车的电子化趋势越来越明显,汽车电子占整车成本的比重也不断攀升。FPC在整车的用量占比中也会得到明显的提升,预计单车FPC用量将超过100片以上。

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(图片来源于网络)

 

三、新能源汽车FPC清洗重要性:

确保器件安全可靠性即安全稳定运行,是储能电池核心要求。FPC采集线是新能源汽车BMS 系统所需配备的重要部件,对储能电池运行状态的监控和信息传输同样是非常重要的环节。

在FPC器件生产制程中,为了保证FPC的高可靠性、电器性能稳定性和使用的寿命,提升外观质量及成品率,避免污染物污染及因此产生的电迁移,电化学腐蚀而造成电路失效。对SMT表面焊接残留物等清洗显得尤为重要,需要对FPC焊接工艺后的锡膏残留、助焊剂残留、油污、灰尘、焊盘氧化层、手印、有机污染物及Particle等进行清洗。

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 四、新能源汽车FPC中性水基清洗应用“”

    4.1、水基清洗工艺设计评估:

为实现一个高良率的清洗工艺,许多因素影响着清洗工艺窗口:基板,污染物,可用的清洗技术,清洗设备,和环境因素。从清洗角度,清洗力主要包含清洗剂化学力及机械力,即所用设备工艺方式、参数等组合。

关于清洗剂的选择标准通常包括:清洗设备,制程需求,材料兼容性,环境,成本,溶剂槽寿命,气味以及技术支持。以下几点可供参考:

A.   水基清洗剂去除污染物的效果如何?

B.   在制程中,需要多高的清洗浓度来清除助焊剂残留物?

C.   在制程中,需要多高的清洗温度来清除助焊剂残留物?

D.   清洗剂的浓度水平是多少?(推荐的浓度范围)

E.   可能的助焊剂污染物负载量是多少?

F.   清洗剂起泡吗?

G.   污染物负载量对材料的影响是什么?(清洗剂材料及器件材料)

H.   材料的兼容性如何?如: 金属的的合金- 层压板- 塑料- 合成橡胶- 涂料- 元件- 零件标识,标签以及墨水等

4.2、合明科技W3210中性水基清洗剂在FPC应用:

4.2.1、中性水基清洗剂W3210产品简介

W3210中性水基清洗剂 是合明科技开发具有创新型的 PH 中性配方的焊后残留水基清洗剂。适用于清洗不同类型的电子组装件上的焊剂、锡膏残留,包括 SIP、WLP 等封装形式的半导体器件焊剂残留。由于其 PH 中性,对敏感金属和聚合物材料有绝佳的材料兼容性。本品适用于超声波清洗和喷淋清洗等清洗工艺,产品为浓缩液,清洗时可根据残留物的清洗难易程度,用去离子水稀释后再进行使用,稀释液的浓度控制在 15-25%。

4.2.2、W3210中性水基清洗剂产品优点

PH 值呈中性,对铝、铜、镍、塑料、标签,高铅合金等敏感材料上显示出绝佳的材料兼容性。

用去离子水按一定比例稀释后不易起泡,可适用于批量超声、在线喷淋工艺。

不含卤素,材料环保;气味清淡,使用液无闪点,使用安全,不需要额外的防爆措施。

由于 PH 中性,减轻污水处理难度。

配方中不含卤素,材料满足 RoHS 和 REACH 环保规范。

4.2.3、W3210中性水基清洗剂 在超声波和喷淋清洗工艺的具体应用及相关的注意事项

水基工艺分为三大步: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,可以在线或离线干燥。

在清洗过程中,因清洗对象的结构特性,清洗工序中有单槽清洗和多槽清洗两种。多槽清洗分工相对精细,能达到更好的清洗效果。W3210 最佳清洗温度建议控制在 45~60℃。清洗温度越高,清洗剂的清洗力会越强,但温度过高会对清洗工件产生负面影响。应根据清洗件的实际情况选取最佳温度。

对于水基清洗工艺,漂洗工序必不可少,而且多槽漂洗更能保障清洗件的高品质要求。一般采用去离子水漂洗。漂洗温度控制在 45~60℃。

漂洗完成后先对清洗组装件风切干燥,然后采用热风烘干的方式进行彻底干燥,烘干温度应控制在80~120℃,时间建议不少于 20min,干燥时间可根据组装件的结构特性及热风温度进行调整。

清洗完成后对干净度的检测,可通过目测、显微镜、达因笔等进行检测判断。通过以上工艺,W3210清洗后综合良率在同类国内外清洗剂中指数最高。


针对电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较丰富的经验,对于有着低表面张力、低离子残留、配合不同清洗工艺使用的情况,自主开发了较为完整的水基系列产品,精细化对应涵盖从半导体封装到PCBA组件终端,包括有水基清洗剂和半水基清洗剂,碱性水基清洗剂和中性水基清洗剂等。具体表现在,在同等的清洗力的情况下,合明科技的兼容性较佳,兼容的材料更为广泛;在同等的兼容性下,合明科技的清洗剂清洗的锡膏种类更多(测试过的锡膏品种有ALPHA、SMIC、INDIUM、SUPER-FLEX、URA、TONGFANG、JISSYU、HANDA、OFT、WTO等品牌;测试过的焊料合金包括SAC305、SAC307、6337、925等不同成分),清洗速度更快,离子残留低、干净度更好。

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【阅读提示】

以上为本公司一些经验的累积,因工艺问题内容广泛,没有面面俱到,只对常见问题作分析,随着电子产业的不断更新换代,新的工艺问题也不断出现,本公司自成立以来不断的追求产品的创新,做到与时俱进,熟悉各种生产复杂工艺,能为各种客户提供全方位的工艺、设备、材料的清洗解决方案支持。

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