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使用聚氨酯的CCA自动化三防漆涂敷工艺
  2020-04-28      43

专栏作者:Marissa Pati和Ana “Lety” Campuzano-Contreras,BAE系统公司

 

摘要

 

    为了满足客户年产量从每年3000个单元提高到60000个单元的要求,开发用低排气聚氨酯材料涂敷电路板卡组件(CCA)的自动化三防漆涂覆工艺非常重要。低排气聚氨酯三防漆的作用是防湿和减缓锡晶须的生长。要提高涂敷工艺的产量,必须通过自动化工艺来消除涂层的可变性并提高生产能力。在制造CCA中的各种手工工艺可能会导致各种缺陷、增加涂层的可变性和制造时间。为了改进低排气聚氨酯三防漆涂料的自动喷涂工艺,在评价自动喷涂工艺时要考虑几个机器参数和材料参数。在选定一台选择性三防漆涂覆机器后,确定下列参数对涂敷工艺至关重要:材料的稀释比、雾化空气的压力、材料注射器的压力、喷嘴和基板的距离、喷嘴的移动速度、材料的流动速率、涂层的层数和固化要求。这些参数都必须按照J-STD-001(电气与电子组件焊接连接的行业标准要求)验证三防漆的厚度和缺陷,在此之外,还要按照ASTM D3359-17(用胶带测试对粘性力评级的标准测试方法)通过胶带测试进行粘性力验证。执行选择性聚氨酯三防漆喷涂工艺可以提高生产能力,消除手工工艺带来的变化。

 

背景

    在三类电路板卡组件的制造中,三防漆涂覆对电路板卡的使用寿命可能至关重要。为了使电路板卡能承受使用现场的环境因素,它们必须得到适当的保护,这通常要用到三防漆。聚氨酯三防漆涂覆材料在电子行业中的应用很广泛,但通常只用于小批量生产。减少锡晶须是使用低排气聚氨酯材料的最常见原因之一。

    提高低排气聚氨酯材料三防漆涂覆工艺的生产量可能很困难。客户的生产量要求是从每年生产3000个单元提高到60000个,这会给制造环境带来很多挑战。目前,有一种低排气聚氨酯材料是使用手持雾化气枪人工喷涂方法来涂敷电路板卡组件。使用人工涂敷工艺时,由于涉及许多变量,涂敷的结果会有相当大的变化,因此很难控制这个工艺。这种涂敷结果的可变性在小批量生产中也许是可以接受的,但是,在大规模生产中,这种方法是不可持续和不可靠的。让人工涂敷工艺实现自动化是实现零缺陷、避免涂敷结果出现变化和适应严格生产计划的最佳方法。

    为这种聚氨酯材料开发自动化喷涂工艺,在开发时必须考虑许多因素,以及进行工艺控制所需要的许多变量(图1)。自动化工艺必须符合J-STD-001的要求;聚氨酯三防漆的厚度必须在0.03毫米到0.13 毫米(0.001英寸到0.005英寸)之内[1]。可接受的无缺陷标准根据IPCA-610(电子组件的可接受性)来确定。还必须满足客户和图纸的要求。此外,严格的材料要求,例如材料的存储寿命和固化时间也必须考虑。所有这些因素都在手动喷涂工艺实现自动化时起重要作用,在开始评估设备和开发自动化喷涂工艺之前,必须了解所有材料的要求和限制、客户的要求和IPC的要求。

    在这个实验中,整个三防漆涂覆工艺的评估不是只评估把聚氨酯材料喷涂到电路板卡上的过程。这个涂敷工艺的第一步是准备电路板卡组件,准备工作包括清洗、烘烤电路板卡组件,以及按照客户图纸的要求遮蔽组件上所有不需要涂敷三防漆的区域。涂敷工艺还包括准备用来喷涂的材料;喷涂的材料可能是一种由两个或多个成分组成的混合物,必须对各个成分称重和正确混合。接下来的一步是把材料喷涂到电路板卡和焊盘样本上,使材料固化,测量焊盘样本上的涂层厚度。三防漆涂覆工艺的最后一步是去掉遮蔽材料和修补涂敷的涂层。准备基板、材料的正确混合比、适当的固化和精确的厚度测量是影响三防漆喷涂工艺产量的重要变量。因此,在建立自动化的三防漆涂覆工艺时,必须确保对所有这些因素都建立适当的控制。

材料和工具

    准备材料和电路板卡组件(CCA)是为电路板卡组件涂敷三防漆从手工喷涂成功过渡到自动化喷涂的关键因素。在涂敷之前必须确保适当清洗与烘烤焊盘样本与CCA的基板,以保证正确应用涂敷材料。如果观察到任何不符合IPC-A-610标准的缺陷,重要的是要知道焊盘样本是不是经过妥善准备,使它们的清洁度或潮湿度不会成为造成缺陷的根本原因。

    在开始研究设备以实现自动化喷涂工艺之前,了解双组分低排气聚氨酯材料的要求和性能至关重要。对于这个实验,从低排气聚氨酯材料的数据表开始,了解材料的存储寿命、固化时间、混合比、稀释剂的比例,以及材料的总体性能。对材料的评估表明,聚氨酯材料的存储寿命非常短,在购买自动化喷涂机时就必须充分考虑到这一点。如果材料在设备中老化,会造成维护上的困难,还可能损坏设备,或者在喷涂材料时涂层出现缺陷。

     要了解材料的参数中哪些参数可以改变,哪些不能改变,这也非常重要。例如,双组分材料的混合比例不能改变;但是,可以在混合物中加入一些稀释剂来改变粘度,改善材料的流动。此外,如果没有经过充分的工艺评估来确定材料的性能是一致的,就不能改变固化时间。还要考虑的另一个因素是喷涂的三防漆包含了几层涂层,这是另一个可能改变的变量。例如,喷涂几层很薄的涂层,而不是只喷涂一层厚的涂层,这可能是个好方法,喷涂几层薄涂层的方法是先喷涂一层薄涂层,在它固化到无粘性状态后再喷涂第二层薄涂层。

    在开发这个新工艺时,验证测量系统是否合适很重要。涂敷的材料厚度是三防漆涂覆的关键参数,根据J-STD-001的聚氨酯材料涂敷规范,涂敷聚氨酯的厚度要求是0.03毫米到0.13毫米(0.001英寸到0.005英寸)[1]。在本实验之前,测量涂敷厚度使用玻璃纤维基板,用“数字定位测微计”测量样本的厚度。这个测量工具用来起很复杂,由多个操作人员测量用相同的样本时,不同操作人员之间的测量结果会有明显的差异。本实验使用一个新的测量系统,用一种钢基板代替玻璃纤维基板,评估这个新系统用“涡电流探针(eddy current probe)”测量样本的厚度。

  为了评估和验证新的测量工具和新的钢基板样本,四个操作人员分别用20个焊盘测量涂敷的三防漆厚度。比较数字定位测微计和新的涡电流探针的测量结果之间的差异。图2比较各个操作人员使用现有的测量工具测量每个焊盘样本的厚度结果。这些结果说明,使用这种“数字定位测微计”测量相同样本时,各个操作人员之间的测量结果明显不一致。图3是这四个操作人员测量相同的20个焊盘样本的结果,不过现在是使用“涡电流探针测量”,和图2中的测量结果相比,这些测量结果的一致性明显得到改善。

 

    计算每个焊盘样本使用两种不同测量工具得到的标准差,图4比较两种测量工具的标准差。四个操作人员测量相同焊盘的样本时,涡电流探针测量的标准差明显比较低,这可以证明涡电流探针是一种更可靠的测量工具。由于涂敷厚度是三防漆涂覆工艺的一个关键参数,因此,要建立一个有良好的工艺控制的自动化喷涂工艺,需要一套合适的测量系统来保证涂敷厚度的一致性。

    在开发工艺的早期阶段,安装好选定的涂敷机后,在涂敷三防漆时观察到一个轻微的异常情况。由于过去使用的都是玻璃纤维基板,现在刚开始使用新的钢基板,在钢基板上观察到样本呈轻微的雾化现象。这种雾化现象没有在玻璃纤维基板、电路板卡组件或手工喷涂的钢基板上出现。雾化现象只在新的自动化设备使用钢基板时出现。并且,雾化现象是在设备使用存储寿命过期的材料时出现;新设备使用其他的旧材料喷涂时,钢基板上没有观察到雾化现象。在进行这些观察后进行大量测试,尝试避免低排气聚氨酯材料出现这种雾化现象。

    通过调整喷涂阀和基板的距离、注射器对材料的压力、雾化空气的压力、材料的稀释比、喷涂阀的移动速度、涂敷的涂层层数,以及材料的流动速率进行一系列试验,以确定钢基板样本上的这些雾化现象是改善还是恶化,但所有这些参数对雾化现象没有任何影响。在这种情况下,必须把样本送到实验室进行分析。如表1所示,5个样本送到实验室进行傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析。送去分析的样本中两个样本的基板是钢材料,三个样本的基板是玻璃纤维材料,两个钢基板样本中的一个是有代表性的自动喷涂的呈雾状透明样本,用它来确定钢基板样本上呈雾状的材料的成分是否和其他取样基板上的透明涂层相同。

    所幸的是,自动化设备喷涂的焊盘样本(样本4)的化学成分和手工喷涂的钢基板和玻璃纤维基板的透明样本(样本2和样本3)的化学成分没有差别[3]。玻璃纤维基板的样本呈象牙色,样本4观察到轻微雾化现象,是由于钢基板会反光,在三防漆比较厚时,造成样本看上去呈轻微的雾化状。与此同时,样本5看上去是透明的,这是由于涂层比样本4薄很多,这是由于材料的存储寿命已接近到期,材料变得浓稠,导致材料的流动速率变小,涂层很薄,使样本5的雾化现象降到最低。最令人关注的是,FTIR分析表明,自动化设备喷涂存储寿命接近到期的材料时(样本5)的透明度和样本1、2、3的材料在存储寿命限制范围内的透明度有差别[3]。这一红外光谱分析结果表明,存储寿命作为要进行工艺控制的关键参数,对最终建立的自动化喷涂工艺非常重要。

    为了能够用自动化的涂敷设备为电路板卡涂敷三防漆,设计的夹具必须能在设备的传送带轨道上移动。这样设计的夹具可以同时处理多个电路板卡组件。按照客户图纸的要求,三防漆涂覆材料不得进入电路板卡组件的指定区域。为满足图纸的要求,目前使用的手工遮蔽工艺是操作人员手工将胶带、覆盖物或其他遮蔽材料遮蔽住CCA上涂敷材料不能进入的区域。在设计这些夹具时,一种可以减少手工遮蔽时间和增加生产能力的简单方法是把尽可能多的遮蔽要求整合到夹具设计中。

    这种夹具是一种翻盖式设计,可以按照客户图纸的要求覆盖图纸中指定的区域。操作人员可以很容易地把电路板卡放到夹具中,并在电路板卡上面固定一个盖子,使夹具覆盖需要遮蔽的大部分区域。使用把遮蔽纳入设计的夹具,操作人员用于实施遮蔽与去掉遮蔽的时间可以减少大约一半。利用这种纳入遮蔽的夹具,目前的遮蔽工艺得到很大改善,大幅度减少操作人员处理电路板卡的时间,有助于在这些具有关键性意义的三防漆涂覆操作中提高生产能力。

分析目前的涂敷工艺

    在选择喷涂设备之前,必须充分评估当前的手工喷涂工艺,以确保充分掌握材料的性能。这些材料是用手持高压雾化气枪喷涂。操作人员的技能至关重要,为了恰当地覆盖元件,在必要时操作人员要能够灵活地围绕电路板卡组件喷涂引线和元件的侧面。这种手工工艺产生非常好的结果,尽管在不同的批次之间和不同的操作人员之间,涂敷的结果会有变化。

    在评估目前的手工喷涂工艺时,材料在达到数据表建议的存储寿命的大约四分之三后开始变得浓稠,这通常要由操作人员来处理。了解这些关于目前工艺的重要关键性事实对确定设备必须做哪些事情至关重要。材料的存储寿命短,使手工喷涂工艺过度到自动化非常困难,特别是由于大多数自动化的三防漆涂覆设备都配备一个很大的加压材料存储罐,要用很长的输送管道把液态材料送到喷雾阀。由于这种低排气聚氨酯材料存储寿命有限,很长的液体输送管道和很大的材料罐在长期运行中会造成相当大的维护问题。在评估设备的过程中,需要一套更直接的材料输送系统。

    一个选项是用注射器将材料直接注入喷雾阀;如果使用很长的液体输送管道,在出现维护问题时,这是减少维护问题的最佳方法。此外,必须评估那些能够模仿操作人员的灵巧性的设备;因此,必须对能进行X-Y-Z旋转、四轴移动和使用选择性喷雾阀的设备进行评估。

设备的评估与选择

    在审查了目前的工艺和材料,以及客户的要求之后,开始设备的评估流程。这时,要对自动化三防漆涂覆设备制造商进行初步调查。联系制造商,确定他们在使用设备涂敷聚氨酯材料方面的经验水平。在评估这些设备时,重要的是要彻底检查设备的规格和局限性。同样重要的是要检查设备的软件,确定软件的程序的编程是不是容易。与制造商合作有助于在测试设备之前缩小选择设备的范围。

    在选定设备后,由制造商使用他们推荐的焊盘取样设置和电路板卡组件样本进行一些测试。最好是和制造商一起在现场评估设备,验证使用的涂敷工艺。在和制造商一起评估设备时,重要的是要了解设备和喷雾阀的所有参数中哪些参数是可以手动操作的。在开发工艺时,需要调整一些参数,例如喷雾阀和基板的距离、使液态材料雾化的空气压力、材料注射器的压力、喷雾阀的移动速度和材料的流动速率。在选择自动化三防漆涂覆设备时,了解涂敷工艺、材料和客户要求,才能确保选择的设备与功能合适你的涂敷工艺,这一点非常重要。

工艺开发

    一旦安装好设备,就可以开始开发工艺。开发自动化的涂敷工艺以使用设备制造商的建议为起点,进行为期几周的实验来调整多个参数。首先,在喷涂任何电路板卡之前,喷涂平的钢基板,测试这个自动化的工艺。按照制造商的建议,从逐个增加或减少参数开始测试,看增加或减少参数对焊盘的影响。喷涂每个样本,测量厚度数据。

    在进行这些测试时,观察和评估本文在前面描述的雾化现象。一旦雾化现象被认为是可以接受的,继续进行工艺开发,增加实验,开始进行使用设备在组件上自动涂敷涂层的实验。调整一些参数,包括:材料和稀释剂的比例、涂层的层数、喷雾阀和基板的距离、注射器对材料的压力、雾化空气的压力、喷雾阀的移动速度和材料流的速率。调整和测试这些参数,以开发出合适的雾化模式。雾化模式对保证充分覆盖元件和表面很重要。合理的雾化模式最重要的参数是材料流的速率。如果由于喷射的宽度而导致雾化模式有空隙,在涂层中就会存在需要修补的空洞。一旦建立一组理想的参数,并验证了涂敷的厚度,就可以使用这个工艺对设备进行涂敷电路板卡组件样本的测试。

    在测试时观察到材料在电路板卡上的移动不一样,而它在平的无阻碍钢基板上则显得平整光滑。因此,在喷涂安装了元件的电路板后,我们需要调整参数,做更多的实验来优化自动化喷涂工艺。重要的是测试电路板卡组件的样本,确保选择的工艺对产品是有效的。一旦涂敷的电路板卡组件样本固化,按照IPC-A-610和J-STD-001的要求检查样本。在这个工艺开发中使用更大的放大率来分析三防漆的质量,更加彻底地检查气泡或其他缺陷。在本实验中开发和测试的第一个工艺导致围绕有引线元件的涂层中气泡过多;根据IPC-A-610的要求,这种气泡是桥接导体,是缺陷,如图5所示[2]。这些气泡既可能是材料造成的,也可能是工艺造成的,但是,气泡也可能是组件在使用前受到污染或烘烤不当造成的。增加实验,重新评估这一工艺时,确定产生这些气泡的原因,这是由于材料喷涂得太厚,元件下面被涂层困住的空气无法逃逸时,在涂层中形成气泡。

    接下来的一组实验包括减小材料流和增加涂敷的涂层层数,同时确保组件在涂敷前进行适当清洗和烘烤。通过减小材料流,一次涂敷较少的材料并且涂敷多层涂层,当前涂层稳定后再涂敷下一层。用新工艺喷涂更多的电路板卡样本,验证消除气泡缺陷的问题。一旦确认这一点,在选择生产电路板卡所使用的自动化工艺时,使用比较小的材料流涂敷多层薄涂层的新工艺将成为最终的选择。

    最终得到的供生产用的自动化工艺用比较小的材料流速率涂敷多个薄涂层,大约减少一个小时的涂敷处理时间,包括每个CCA所需要的10分钟手工喷涂时间。通过减少操作人员人工喷涂电路板卡所需的时间,这项工艺改进有助于提高生产能力并降低成本。

工艺验证

    一旦建立最终用于生产的自动化工艺,就需要进行工艺比较,确保新的自动化工艺质量不低于手工喷涂工艺。在这项实验过程中验证的参数是按照J-STD-001要求的涂层厚度,均匀度,以及按照ASTM D3359测试方法B(横拉胶带测试)胶带测试的粘性力。在粘性力胶带测试中,人工喷涂10个样本焊盘,自动化喷涂10个样本焊盘;测试使用不锈钢基板和一些未安装元件的印刷电路板样本。按照新建立的工艺对焊盘样本涂敷三防漆,并按照数据表的要求固化,在固化后按照ASTM D3359测试方法B进行粘性力测试。

 

    根据测试要求的规定,使用一把干净锋利的小刀切割涂层,得到三防漆的评分,粘性力测试由这些评分组成(图6)。在切割完成后,把碎片拿掉,粘贴胶带,在胶带拉掉之前使覆盖切割区域的胶带平滑。一旦拉掉胶带,检查网格区域,按照ASTM D3359的测试结果列表对涂层的粘性力进行分类[4]。图6是粘性力测试结果的例子,左图是粘贴胶带前的三防漆,右图是拉掉胶带后的涂层。这个测试的目的是观察使用相同基板类型,在人工喷涂工艺和自动化喷涂工艺之间,涂层的粘性力有没有出现变化。在这个实验中,所有的结果都是5B,这是最好的结果。图7是测试结果4B的例子。这个测试比较人工喷涂和新的自动化喷涂工艺;它验证在旧工艺和新工艺之间没有出现粘性力下降。

 

    此外,还要比较人工喷涂工艺和自动化喷涂工艺喷涂之间的涂层厚度。按照J-STD-001的规范,在CCA经过处理的平的无阻碍表面上测量时,对涂敷的聚氨酯材料的厚度要求是0.03毫米到0.13毫米(0.001英寸到0.005英寸)[1]。使用涡电流探针在不锈钢基板样本上测得这种厚度。自动化喷涂工艺可以减少厚度变化,这已经得到证明,而使用目前的手工喷涂工艺时,观察到厚度的改变。图8说明从人工喷涂到自动化的喷涂厚度测量结果(厚度单位为密尔)变化减少。自动化工艺的工艺能力Cpk也从人工喷涂的0.82提高到自动化喷涂的1.98。

工艺控制

    一旦建立自动化的喷涂工艺并经过验证,下一步就是为关键参数设置工艺控制。一套适当的文档化工艺和经过适当培训的操作人员是工艺控制的重要因素。重要的是要把所有的关键参数都记录在工艺控制文档中。自动化喷涂工艺中的大多数参数都是存储在设备程序中的值,例如喷嘴和基板的距离、喷嘴的移动速度、涂层的层数和固化温度曲线。在设备上不能更改这些值,但这些值也要记录在工艺控制文件中供参考使用。有些参数可以手动调节,例如雾化空气的压力和材料注射器的压力,但这些参数通过设备监控,如果参数超出规范,就会发出警报。一些关键参数,例如材料与稀释剂的配比测量和保持使用的材料仍在存储寿命内的工艺控制,虽然也记录在在案,但它们取决由对操作人员所受的培训和纪律的约束来决定。

一个必须有良好的文档控制的关键参数是材料的存储寿命。在涂层焊盘样本的FTIR测试中发现,当材料的存储寿命过期时,可以观察到材料上出现的变化。此外,聚氨酯材料的存储寿命短是众所周知的,考虑到设备的维护问题,它们很难成为自动化工艺的选择。设置工艺控制来保证材料在质保期内,有助于消除因材料过期产生的问题。操作人员需要经过适当的培训并掌握严格的存储寿命要求,同时需要把这个工艺记录在案,这非常重要。

预计从材料装入材料罐中开始,材料罐中的材料在存储寿命内慢慢变得浓稠,这会造成材料的流动速率下降。这一推测通过喷涂电路板卡组件和测量焊盘样本进行测试,在自动化的工艺中用整罐材料连续喷涂和测量样本,在一罐材料的存储寿命内观察材料的变化。在测试中观察到材料确实开始慢慢变得浓稠,造成流动速率稍微变慢。这导致在大约四分之三的存储寿命后的喷雾模式稍微改变。这一情况和目前使用的手动喷涂工艺一样,操作人员也观察到这种情况。流动速率下降可能导致最后涂敷的涂层厚度减少。因此,当混合的材料达到存储寿命的四分之三时,必须把设备上所有剩余的材料清除掉,并卸下喷雾阀进行彻底清洗。

为了控制这一要求,工艺设置了在焊盘上喷涂一个涂层试样,然后在最终的生产工艺中喷涂试样,这包括为每一组电路板板卡喷涂多层涂层。这些试样可以使整个工艺可视化,而且如果在涂层中观察到任何异常情况或者观察到喷雾图案出现变化,这种视觉上的差异会向操作人员发出信号,让他及时更换材料。图9是个从试样也许可以看出喷雾图案是如何开始改变的例子,将出现小的空洞。图10是单层涂层的焊盘看起来没有空洞且始终一致的例子。运行分离的单层涂层试样样本是有必要的,这是因为这样可以观察到喷涂最终的生产工艺在涂层中出现的空洞或者在喷涂图案中出现的变化,(当然这也包含了多层涂层)。此外,为了控制材料的存储寿命,所有混合的材料都要标明材料的名称、日期、混合时间和存储寿命,这样,操作人员知道存储寿命何时将要过期。这些工艺控制足以确保自动化的工艺不会使用存储寿命已过期的材料。

    对于正确的涂敷应用,涂敷设备的维护也被认为是重要的因素。聚氨酯材料很难清洗。这一情况在手工喷涂工艺中也可以观察到;手持喷涂枪和自动喷涂阀的维护至关重要。任何残留在阀门上的涂敷材料都会固化,可能会堵塞阀门,或者影响下一轮运行的涂敷性能。确保处理每一罐新材料涂敷一致性的最佳方法是在使用每一罐新材料之前卸下阀门并拆开它,分别清洗所有的湿部件。

    在重新组装阀门之前,还必须在放大镜下检查阀门的各个部件,确保它们都是干净的。阀门要用稀释剂清洗,确保在拆卸之前和重新组装后所有的材料都已从阀门上清除掉。这些实验确定,在喷涂任何电路板卡组件之前,每个材料罐的材料开始混合时,至少要运行两个样本来确保有足够的喷雾图案,并且材料没有出现异常情况,这是工艺要求。遵守这些维护要求,自动化的工艺就会始终如一地运行。

固化

    使用在线固化炉也可以实现固化工艺的自动化。由于材料的固化时间很长,因此需要对烘箱进行改造。为保证烘箱在正确的固化时间内达到适当的温度,使用热电偶控制温度曲线的工具根据需要调节温度,直至烘箱达到固化温度。这种在线固化烘箱工艺和目前把电路板卡放在烘箱中固化的工艺明显不同。这个在线固化工艺还需要一段空气固化时间,因此需要一个进行空气固化的区域。电路板卡在空气固化阶段和进入在线固化烘箱之前,要检查它们的涂层是否存在明显的缺陷,并在固化前按照要求进行修补。

结论

    为达到客户提高产量的要求,开发出喷涂低排气聚氨酯三防漆材料的自动化工艺至关重要。在制造电路板卡中的人工手动工艺会导致缺陷并增加可变性,同时还延长了制造时间。在开发自动化工艺时考虑了许多参数,这些参数如图1所示。

    为了验证新的自动化三防漆喷涂工艺的喷涂能力,对人工手动喷涂工艺和新工艺进行比较,以确保新工艺不会比原来的工艺差。按照ASTM D3359测试方法B,对使用手动喷涂和自动化喷涂的涂层样本进行胶带测试;所有测试的样本都得到5B的结果。对自动喷涂工艺喷涂的电路板卡组件进行目视检查,验证喷涂的电路板卡满足J-STD-001和IPCA-610的所有要求。对比两种工艺的涂层厚度表明,新的自动化喷涂工艺的涂层一致性比手工喷涂工艺更好。所有测量的自动化喷涂样本的厚度在J-STD-001要求的0.03毫米到-0.13毫米(0.001英寸到-0.005英寸)之内,并且厚度变化减少,工艺能力从手工喷涂的Cpk0.82提高到自动化喷涂的Cpk 1.98。

    按照客户图纸的遮蔽要求把大部分遮蔽纳入夹具设计中,操作人员用于掩蔽的时间可以减少大约一半。自动化的工艺使整个喷涂循环的时间减少大约一个小时,其中包括每块电路板卡组件大约10分钟的手工喷涂时间。自动化三防漆涂覆使用双组分的低排气聚氨酯材料,这为这些电路板卡组件的整体制造带来许多非常有意义的成功改进

下一步

    工艺改进将是一项持续的工作,接下来的主要关注点是提高元件的覆盖能力。

 

References

参考文献

1.J-STD-001G (joint Industry Standard Requirements for Soldered Electrical andElectronic Assemblies), IPC, 2017.

2.IPC-A-610G (Acceptability of Electronic Assemblies), IPC, 2017.

3.Analytical Report (FTIR Analysis of Coating Samples), Cerium Laboratories LLC,2018.

4.ASTM D3359-17 (Standard Test Methods for Rating Adhesion by Tape Test), ASTMInternational, 2017.

 

Thispaper was first presented at the IPC APEX EXPO 2019 Technical Conference andpublished in the 2019 Technical Conference Proceedings.

本文最初在IPC APEX EXPO 2019技术会议上提出,并在2019技术会议纪要中发表。

Marissa Pati is a senior process engineer at BAE Systems.

Ana “Lety” Campuzano-Contreras is a principal manager at BAE Systems.

作者简介:

Marissa Pati是BAE系统公司的高级工艺工程师。Ana “Lety” Campuzano-Contreras是BAE系统公司的首席经理。

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