فرآیند پوشش سازگار با محیط زیست

فرآیندی برای پوشش لایه‌های محافظ سازگار با محیط زیست روی سطوح PCBA برای مقاومت در برابر آسیب‌های محیطی مانند رطوبت و اسپری نمک، مطابق با مقرراتی مانند RoHS و REACH.

شامل EU RoHS 2.0، REACH، IPC-CC-830B و US MIL-P-46058C (برای مرجع مدنی).

پوشش‌های سازگار با محیط زیست حاوی فلزات سنگین سمی مانند سرب و کادمیوم یا مواد آلی پایدار مانند PFOS نیستند و میزان VOC آنها کمتر یا مساوی ۱۰۰ گرم در لیتر است؛ پوشش‌های غیر سازگار با محیط زیست ممکن است از حد مجاز فراتر روند.

PCBA بدون پوشش در محیط‌های مرطوب ۴۰ تا ۶۰ درصد نرخ خرابی بیشتری دارد؛ پوشش‌ها مقاومت در برابر آب و هوا، عایق بودن و طول عمر را افزایش می‌دهند.

رزین اکریلیک (40%)، پلی اورتان (30%)، سیلیکون (20%)، رزین اپوکسی (10%).

مزایا: خشک شدن سریع (خشک شدن سطحی کمتر از 30 دقیقه)، هزینه کم (80-120 یوان به ازای هر کیلوگرم)، شفافیت بالا؛ معایب: مقاومت دمایی ≤80℃، مقاومت شیمیایی ضعیف.

قابل استفاده طولانی مدت در دمای -60℃~200℃، با حفظ محافظت به مدت 100 ساعت در دمای 250℃، مناسب برای سناریوهای دمای بالا.

پیش تصفیه (تمیز کردن و چربی زدایی) → پوشش (پوشش اسپری/قلم مو/غوطه وری) → خشک کردن → بازرسی کیفیت → دوباره کاری.

فشار تفنگ اسپری 0.3-0.5 مگاپاسکال، فاصله نازل 15-20 سانتی‌متر از PCBA، سرعت حرکت 10-15 سانتی‌متر بر ثانیه، ضخامت پوشش 50-80 میکرومتر.

کنترل از طریق سرعت فرو بردن (5-10 سانتی‌متر بر ثانیه)، سرعت بالا بردن (3-5 سانتی‌متر بر ثانیه) و تعداد فرو بردن (1-3 بار)، با ضخامت فرو بردن تکی 20-40 میکرومتر.

دستگاه‌های اسپری خودکار، دستگاه‌های پوشش‌دهی انتخابی، دستگاه‌های پوشش‌دهی غوطه‌وری، دستگاه‌های توزیع، به همراه کوره‌های پخت پشتیبان و گاززداهای تحت خلاء.

نازل‌ها و خطوط لوله را روزانه تمیز کنید، سفتی سیستم فشار هوا را هفتگی بررسی کنید، پارامترهای اسپری را ماهانه کالیبره کنید و فیلترها را هر سه ماه یکبار تعویض کنید.

با MEK رقیق شده از طریق اولتراسونیک (۴۰ درجه سانتیگراد، ۱۵ دقیقه) یا دمش معکوس با گاز پرفشار تمیز کنید؛ از ابزارهای تیز خودداری کنید.

برای مقاومت شیمیایی از PP یا فولاد ضد زنگ استفاده کنید و از واکنش با مواد پوشش دهنده جلوگیری کنید.

با ثبت‌کننده‌های دمای چند نقطه‌ای (≥9 نقطه) کالیبره کنید، انحراف ≤±2℃ را تضمین کنید، کالیبراسیون هر شش ماه یکبار انجام شود.

نوسانات >±0.05MPa باعث انحراف ضخامت ±10μm می‌شود که بر قوام تأثیر می‌گذارد؛ به تثبیت‌کننده‌های فشار مجهز شوید.

قطر نازل را بر اساس ویسکوزیته (0.8-1.2 میلی‌متر برای ویسکوزیته پایین، 1.5-2.0 میلی‌متر برای ویسکوزیته بالا)، متعادل کردن اتمیزه کردن و سطح اسپری انتخاب کنید.

پشتیبانی از وارد کردن گرافیک، برنامه‌ریزی مسیر، تنظیم پارامتر (سرعت/جریان/ارتفاع)، اجتناب خودکار از مانع و تبدیل فایل Gerber.

مقاومت اتصال زمین تجهیزات کمتر از 10 اهم باشد، اپراتورها از مچ‌بندهای ضد الکتریسیته ساکن استفاده کنند، میزهای کار از زیراندازهای ضد الکتریسیته ساکن استفاده کنند.

دقت باید ≤±0.5 سانتی‌متر بر ثانیه باشد؛ در غیر این صورت، ضخامت ناهموار، عملکرد محافظتی را مختل می‌کند.

رطوبت بالا (بیش از ۷۰٪) یا تبخیر سریع حلال. رطوبت را کاهش دهید، از رقیق‌کننده‌های دیرخشک استفاده کنید یا پیش‌گرمایش را اضافه کنید.

حباب‌های مواد را کاهش دهید، سرعت پوشش‌دهی را کم کنید، لایه‌های پوشش‌دهی را افزایش دهید (۱ تا ۲ برابر)، یا پس از پوشش‌دهی، کف‌زدایی در خلاء انجام دهید.

پارامترهای تجهیزات (مثلاً، یکنواختی ارتفاع سر اسپری) را کالیبره کنید، یکنواختی اختلاط مواد را بررسی کنید و مسیر پوشش‌دهی را بهینه کنید.

دمای پخت بیش از حد (فراتر از مقاومت حرارتی ماده) یا زمان پخت طولانی. پارامترهای فرآیند را به شدت کنترل کنید.

محیط اتاق تمیز کلاس ۱۰۰۰۰ را حفظ کنید، مواد را با فیلترهای ۵ میکرومتری فیلتر کنید و تجهیزات را مرتباً تمیز کنید.

بررسی کنید که آیا ضخامت کمتر از 40 میکرومتر، وجود سوراخ/آسیب یا ناخالصی‌های رسانا روی سطح PCBA وجود دارد یا خیر.

به جای پوشش کامل از پوشش انتخابی استفاده کنید (کاهش مصرف 30 تا 50 درصد)، مواد اضافی را در مخازن غوطه‌وری بازیافت کنید (میزان بازیابی 70 تا 80 درصد).

پارامترهای تجهیزات را بهینه کنید (مثلاً سرعت پاشش را به ۱۵ سانتی‌متر بر ثانیه افزایش دهید)، عملیات خط مونتاژ را اتخاذ کنید، از موادی که سریع خشک می‌شوند استفاده کنید.

خرید عمده (کاهش هزینه ۱۰ تا ۱۵ درصد)، انتخاب مواد مقرون به صرفه (مثلاً اکریلیک به جای بخشی از سیلیکون)، کاهش میزان نقص.

مواد را مطابق با سناریوهای محصول انتخاب کنید (مثلاً اکریلیک برای مصارف غیرنظامی، سیلیکون برای مصارف نظامی)، فرآیندها را بهینه کنید تا دوباره‌کاری کاهش یابد.

از DOE (طراحی آزمایش‌ها) برای آزمایش ترکیبات پارامتر (دما، ویسکوزیته، سرعت پوشش و غیره) برای تعیین مقادیر بهینه استفاده کنید.

عملکرد (مثلاً زمان تست اسپری نمک)، هزینه (مواد + نیروی کار + تجهیزات) و راندمان (خروجی واحد) را بین فرآیندهای قدیمی و جدید مقایسه کنید.

بیش از ۷۰٪ از مصرف انرژی مربوط به عمل‌آوری است. عایق‌بندی فر را بهینه کنید یا از المنت‌های گرمایشی کم‌مصرف استفاده کنید.

معرفی تجهیزات پوشش‌دهی هوشمند با تشخیص بصری، ادغام سیستم MES برای تنظیم خودکار پارامترها.

از پوشش قلم‌مویی/اسپری دستی استفاده کنید، تجهیزات را به اشتراک بگذارید و مواد را به میزان دلخواه خریداری کنید.

شاخص‌هایی مانند نرخ نقص، راندمان تولید و صرفه‌جویی در هزینه را قبل/بعد از بهینه‌سازی مقایسه کنید (مثلاً نرخ نقص ۵٪ → ۲٪).

برخی از حلال‌ها قابل اشتعال هستند (نقطه اشتعال

از ماسک‌های تنفسی (با راندمان فیلتراسیون ≥95%)، دستکش‌های مقاوم در برابر مواد شیمیایی، عینک‌های ایمنی و ایستگاه‌های شستشوی چشم/دوش‌های اضطراری استفاده کنید.

به عنوان زباله‌های خطرناک (HW12) طبقه‌بندی می‌شوند و باید توسط واحدهای واجد شرایط با هزینه‌ای حدود ۲۰۰۰ تا ۳۰۰۰ یوان در هر تن دفع شوند.

نرخ تبادل هوا ≥۱۵ بار در ساعت، اطمینان حاصل کنید که غلظت VOC کمتر از حد مجاز مواجهه شغلی باشد (مثلاً اکریلات کمتر از ۲۰۰ میلی‌گرم در متر مکعب).

سینی‌های ضد نشتی (با ظرفیت ≥110٪ حداکثر ظرف) نصب کنید، آب‌بندی خطوط لوله را بررسی کنید و برنامه‌های اضطراری تدوین کنید.

تولید و عمل‌آوری مواد حدود ۸۰٪ را تشکیل می‌دهد. از مواد تجدیدپذیر استفاده کنید یا ساختار انرژی را بهینه کنید.

فاضلاب تصفیه‌شده باید با روش‌های خنثی‌سازی، فیلتراسیون و جذب سطحی تصفیه شود تا pH آن بین ۶ تا ۹ و COD آن کمتر از ۵۰ میلی‌گرم در لیتر باشد و با استانداردهای GB8978 مطابقت داشته باشد.

به ازای هر 50 متر مربع، یک کپسول آتش نشانی پودر خشک نصب کنید، دیوارهای آتش نشانی را نصب کنید و محل نگهداری مواد را مطابق با الزامات خطر آتش سوزی کلاس A قرار دهید.

عمدتاً سری بنزن و استرهای حاصل از تبخیر حلال‌های آلی. معاینات سلامت شغلی سالانه الزامی است.

ارزیابی از چرخه عمر مواد، مصرف انرژی، ضایعات و غیره، انجام LCA (ارزیابی چرخه عمر) طبق استانداردهای ISO14040.

باید آزمایش‌های پیری در دمای بالای ۱۲۵ درجه سانتیگراد، اسپری نمک ۱۰۰۰ ساعته، آزمایش ضربه در دمای پایین -۴۰ درجه سانتیگراد را با موفقیت پشت سر بگذارند و با استانداردهای ISO16750 مطابقت داشته باشند.

باید با دمای بسیار بالا -55℃~125℃، فشار پایین، تابش شدید سازگار شود، آزمایش انتشار گاز کم ناسا (کل جرم از دست رفته ≤1.0%) را با موفقیت پشت سر بگذارد، خطای یکنواختی ضخامت

باید آزمایش‌های زیست‌سازگاری ISO10993 (سمیت سلولی، حساسیت‌زایی و غیره) و استانداردهای مواد USP Class VI را با موفقیت پشت سر بگذارد.

مقاومت در برابر اشعه ماوراء بنفش (آزمایش QUV 2000 ساعته)، مقاومت در برابر حرارت مرطوب (85 درجه سانتیگراد / 85٪ RH 96 ساعت)، محافظت در برابر اسپری نمک (آزمایش 1500 ساعته در مناطق ساحلی).

برای جلوگیری از تبخیر در فشار کم و ترک خوردن/ترک خوردن به دلیل تغییرات دما، به نرخ خروج گاز کم و مقاومت در برابر اختلاف دما نیاز دارند.

باید تست‌های گرد و غبار، باران، ارتعاش و مقاومت در برابر ضربه تا شتاب ۵۰g را بدون مشکل با موفقیت پشت سر بگذارد (MIL-STD-810G).

باید با استانداردهای مواد در تماس با مواد غذایی FDA مطابقت داشته باشد، از عدم انتقال مواد مضر اطمینان حاصل کند و در برابر خوردگی مواد شوینده مقاوم باشد.

رزین‌های سیلیکونی یا اپوکسی با مقاومت در برابر اسپری نمک >1000 ساعت، مقاومت در برابر خوردگی آب دریا و قابلیت ضد رسوب زیستی را در اولویت قرار دهید.

ناحیه آسیب دیده را با اتیل استات تمیز کنید، دوباره تمیز کنید، سپس برای پوشش ترمیمی برس بکشید/پخش کنید، طبق استانداردها عمل آوری کنید.

ظاهر، ضخامت، چسبندگی (آزمایش برش عرضی) و مقاومت عایق را بررسی کنید تا از سازگاری با پوشش اصلی اطمینان حاصل شود.

اگر زیرلایه و قطعات در وضعیت خوبی هستند، پوشش قدیمی را به صورت شیمیایی/مکانیکی پاک کنید و دوباره پوشش دهید، مراقب باشید که به برد مدار آسیبی نرسد.

از خراشیدن خودداری کنید، ظاهر آن را مرتباً بررسی کنید، آسیب‌ها را فوراً تعمیر کنید و در محیط‌های خشک و غیر خورنده نگهداری کنید.

علل را تجزیه و تحلیل کنید (مثلاً پیری محیطی). مشکلات موضعی را می‌توان تعمیر کرد؛ تخریب شدید کلی نیاز به ارزیابی برای پوشش مجدد یا جایگزینی PCBA دارد.

از ابزارهای ضد الکتریسیته ساکن استفاده کنید، میزان مصرف ماده تمیزکننده را کنترل کنید و محدوده پوشش تعمیر را به طور دقیق تعریف کنید تا از آلودگی ناحیه غیر محافظ جلوگیری شود.

به جای پوشش مجدد کلی، از تعمیر موضعی استفاده کنید، از مواد باقیمانده به طور منطقی استفاده کنید و فرآیندها را برای کاهش زمان کار بهینه کنید.

ضخامت آن تنها ۱/۱۰ تا ۱/۵ پوشش‌های سنتی (۵ تا ۲۰ میکرومتر) است، با ۳ برابر مقاومت سایشی بهبود یافته، ۵۰٪ مقاومت در برابر خوردگی افزایش یافته و پخت سریع‌تری دارد.

پوشش‌دهی دقیق و سفارشی محلی را امکان‌پذیر می‌کند، نیازهای حفاظتی سازه‌های پیچیده را برآورده می‌کند، ضایعات مواد را کاهش می‌دهد و انعطاف‌پذیری تولید را بهبود می‌بخشد.

توسعه‌ی عملکردهای خودترمیمی (فناوری میکروکپسول) و واکنش به محیط (تنظیم عملکرد دما/رطوبت) برای افزایش قابلیت اطمینان.

تقریباً بدون محتوای VOC، عملکرد عالی در محیط زیست. با توسعه فناوری، سرعت خشک شدن و چسبندگی در حال بهبود است و انتظار می‌رود جایگزین برخی از پوشش‌های پایه حلال شود.

نظارت بر پارامترهای تجهیزات و مصرف مواد از طریق اینترنت اشیا، بهینه‌سازی فرآیندها با کلان‌داده‌ها،