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低静电SMT 清洁在汽车电子中的运用
  2019-12-10      70

"Stoneridge " 是一家全球性的专注于独立设计且高度工程化的电气和电子元件制造商。 其产品被用于汽车,中型和重型卡车,农业和越野车市场的模块和系统中。

于1965年由D.M. Draime创建于美国Warren OH, 当时其公司仅有一位客户,公司以合同制为汽车市场提供生产。如今,他们在世界各地均有出色表现,专为重型汽车提供产品及解决方案。

多年来, Teknek一直为位于瑞典 Ouml;rebro的Stoneridge工厂提供裸板使用的接触式清洁设备。 Teknek SMT09接触式清洁机直接被安装于焊膏印刷之前的最后一个步骤流程。其目的是清除板材表面上残留的散落的污染物,清洁后将清洁的板材输送到丝网印刷机上。

行业中大部分被3D SPI剔除的报废品都是由于电路板上残留有微颗粒污染物,造成最终测试不过关或可能在使用中出现产品故障。过去十年间,为了追求无误差生产,人们采取了多种方法来监控。精益生产、六西格玛等流程以及 3D SPI 等越来越复杂的检验方法被运用到生产过程中,这些方法已为生产企业做出了巨大贡献,但如何生产无残次的产品是行业追求的目标。

SMT行业追求零缺陷,加之产品的微型化使得行业对板材清洁度的要求在不断提高。

这些变化以及对静电引发故障的认识, 使得静电管控成为行业广泛关注的话题。 就此,在行业的许多部门中采用公司内部检测,或使用如同ANSI / ESD S20.20等国际测量作为标准。这一特定需求从根本上挑战了所有设备供应商的传统思维模式。以此为目标,Teknek与Stoneridge合作开发了一款 "低静电清洁系统 "。

多年来,Stoneridge一直在SMT09清洁机中使用传统的弹性清洁胶辊和粘尘纸从未问题。在此期间,清洁过程中的静电水平对任何组件没有任何不利影响。但市场在变革,SMT行业的需求在不断变化,特别是在ESD和EOS方面 ndash; 见图1和2.

Stoneridge开始看到不断有表面贴装的LED在二次检测通过后仍出现故障产品。问题被及时反馈给LED的供应商。经过详尽的检测,分析强调指出此为ESD(静电放电)造成的故障模式。

Stoneridge公司意识到,固然拥有清洁的板材是增加产量的首要任务,严控ESD / EOS带来的残品风险是同样严峻的问题。

Stoneridge的进一步调查发现,SMT09使用传统清洁胶辊所产生的静电电荷水平超过了特定LED所用的极限。

与Stoneridge面临问题的几乎同时,Teknek自主研发了针对清洁过程中产生ESD/EOS问题的全新技术。这项 "低静电清洁 "技术被安装运用到Stoneridge 生产线上的Teknek清洁设备中。

此升级系统引入了三个关键要素:

middot; 获得专利的 "NT trade; "静电耗散清洁胶辊

middot; 获得专利的 "低静电粘尘纸 "

middot; 整体接地系统

NT trade; 清洁胶辊是独一无二的。它们具有Teknek弹性清洁胶辊所拥有的高效清洁能力,同时更具有静电消散的特性。具有表面电阻 1 x 10⁷Ω,Teknek机器使用中的静电值仍然保持远低于100伏特,而行业其他设备的数值则超过3,000伏特或更高。此产品不仅可以清洁对静电敏感的产品,例如:印刷电路板;同时可一次及完成清洁那些易于产生静电的材料。

NT trade; 清洁胶辊与低静电粘尘纸同时使用,可完全符合ANSI / ESD S20.20 2014 和 IEC 61340-S-1 2016的国际合规标准。

多年来,组装商一直专注于ESD,并且在电路板被清洁后,离开机器时测量电路板上的静电值,就此来评估静电指数。因为它离开了清洁设备,这种方式的确可以很好地衡量电路板上的 ---剩余电量,但无法预防ESD / EOS的问题。首先,大多数板清洁设备在清洁机的出口处安装有电离子棒,这中和了电路板上的大部分电荷。其次,电路板在通过清洁设备时所经历的电荷不会被测量,并且不能使用Ioniser来降低其指数。

在寻求低静电清洁的过程中,Teknek进行了大量研究,其中包括如何使用设备记录当板材通过清洁设备部分被清洁时静电状况。 此外,Teknek对市场上其它品牌及Teknek品牌的清洁胶辊和粘尘纸都进行了反复的静电测量。这些测量结果清楚地表明,在大多数电路板清洁机中,电路板暴露在超过10,000伏的电荷下。

由于使用电离子棒,相同的电路板经常会在离开清洁设备时带着<100伏的电荷。但是,之前暴露在高压下会引发ESD和EOS问题被忽略了。

更换清洁胶辊和粘尘纸等关键部件固然重要,但实现真正低静电高性能清洁所需的设计革新不仅仅如此。影响产生电荷的因素很多,改进需要了解影响涡轮增压的所有因素。

经过详细分析,发现解决这个问题需要进行根本性的改变。与摩擦带电相关的关键因素之一是 ---清洁胶辊施加在电路板上的压力,以及粘尘纸施加在清洁胶辊上的压力。通常,接触式清洁机在 "点压区 "施加压力约为12-18N。 Teknek清洁机则仅为4N左右,这是所有清洁机中施加压力最低的指数,不仅可以降低摩擦带电,而且在清洁过程中,施加到板材上的压力可以减少3到6倍。

在低静电清洁的道路上,许多小细节变得非常的重要。例如,可用于SMT设备的传送带大多是抗静电,而不是静电耗散的材质。当试图生产符合IEC 61340-S-1 2016的设备时,这种小而微妙的差异就至关重要了。防静电皮带不会产生静电,但它们不能消散任何累积电荷,所以就不挪符合国际标准的要求。

Teknek与许多其他SMT设备供应商一样,需要学习各类完全不同的设计规则。

在Stoneridge生产线上安装了Teknek "低静电清洁 "系统后,在Stoneridge进行的测试产生了戏剧性的转变。

来自Stoneridge的Robert  Ouml;hlin先生说: "我非常与Teknek合作,共同面遇到的特殊的ESD问题,并将新术产NT性清和整体接地系引入Teknek 洁设备之一的SMT中

使用静电场测仪检测的结,弹性清测试指数10-30V之间, 粘尘纸值为20-30V之间低于敏感LED的容差水平。

自推出新Teknek NT系以来,我们还看到任何一步的ESD问题,我在瑞典的4台机器都行了改造,同 "指 "我全球的其他也改用Teknek的NT性清 "

此项技术被融入到 Teknek SMT2017清洁设备中,经第三方独立检测认证,全面符合 ANSI/ESD s20.20. 2014。 最新一代SMTII在今年8月28至30日深圳举办的NEPCON ASIA亚洲电子生产设备暨微电子工业展上全新上市。

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