Wyzwanie związane z pęcznieniem w procesie usuwania strumienia PCB
Do usuwania zpływu płytek drukowanych stosuje się półwodne roztwory czyszczące zawierające 20% alkoholu benzylowego o temperaturze 70 stopni. Grzejniki PFA pęcznieją o 1,8% objętości w wyniku absorpcji alkoholu benzylowego, powodując zmiany wymiarowe, które mogą utknąć w ciasnych-kieszeni tolerancji. Analiza ilościowa przeprowadzona w 12 zakładach zajmujących się montażem płytek PCB pokazuje, że ścianki PFA o grubości 2,0 mm pęcznieją do 2,036 mm (wzrost o 0,036 mm) po 2000 cyklach termicznych, zmniejszając luz o 45% i powodując zakleszczenie w 30% instalacji z początkowym luzem poniżej 0,10 mm.
Kinetyka pęcznienia w alkoholu benzylowym
Alkohol benzylowy (masa cząsteczkowa 108 Da, umiarkowana polarność) dyfunduje do obszarów amorficznych PFA. Pęcznienie równowagowe osiąga 1,8% objętości po 500 godzinach w temperaturze 70 stopni. Pęcznienie nie jest w pełni odwracalne po ochłodzeniu; Po 2000 cyklach pozostaje 0,3% trwałego wiązania. Testowanie w temperaturze 70 stopni, 20% roztworze alkoholu benzylowego:
| Stopień PFA | Równowagowy wzrost objętości (%) | Stałe ustawienie po 2000 cyklach (%) | Zwiększenie średnicy zewnętrznej dla rury 25 mm (mm) | Utrata luzu dla szczeliny 0,10 mm (%) |
|---|---|---|---|---|
| Standard (krystaliczność 45%) | 2.2 | 0.5 | 0.055 | 55% |
| Wysoka krystaliczność (55%) | 1.5 | 0.3 | 0.038 | 38% |
| Usieciowany (10% żel) | 0.8 | 0.1 | 0.020 | 20% |
| Powierzchnia-fluorowana (warstwa barierowa) | 0.5 | 0.05 | 0.013 | 13% |
Projekt prześwitu dla miejsca spęczniającego
Minimalny zalecany luz promieniowy dla grzejników PFA w środowisku alkoholu benzylowego (70 stopni, 2000 cykli):
| Stopień PFA | Wymagany luz promieniowy (mm) | Standardowy odstęp od defluksera PCB | Zgodność |
|---|---|---|---|
| Standard (krystaliczność 45%) | 0.20 | 0.10-0.15 | Słaby (prawdopodobnie wiążący) |
| Wysoka krystaliczność (55%) | 0.12 | 0.10-0.15 | Marginalne (niektóre wiążące) |
| Usieciowany (10% żel) | 0.08 | 0.10-0.15 | Do przyjęcia |
| Powierzchnia-fluorowana | 0.05 | 0.10-0.15 | Doskonały |
Efekty cyklu termicznego
Absorpcja alkoholu benzylowego-desorpcja podczas cykli cieplnych (25 stopni biegu jałowego → 70 stopni pracy) powoduje cykliczne pęcznienie, co prowadzi do zużycia powierzchni kieszeni:
| Liczba cykli | Standardowa zmiana średnicy zewnętrznej PFA (mm) | Zmiana średnicy zewnętrznej o wysokiej krystaliczności (mm) | Zużycie powierzchni kieszeni (µm) |
|---|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 | 0 |
| 500 | +0.045 | +0.030 | 5 |
| 1000 | +0.050 | +0.035 | 10 |
| 1500 | +0.052 | +0.037 | 15 |
| 2000 | +0.055 | +0.038 | 20 |
Usieciowany PFA jako roztwór
Usieciowany wiązką elektronów PFA (10% zawartości żelu) zmniejsza pęcznienie o 60% i trwale wiąże o 80%. W przypadku zastosowań związanych z usuwaniem luksów z PCB przy małych odstępach (0,10 mm) należy określić usieciowany PFA. Testowanie w temperaturze 70 stopni, 2000 cykli:
| Parametr | Standardowy PFA | Usieciowany PFA (10% żel) | Poprawa |
|---|---|---|---|
| Pęcznienie równowagi | 2.2% | 0.8% | Redukcja 64%. |
| Zestaw stały | 0.5% | 0.1% | Redukcja 80%. |
| Incydenty wiążące (100 grzejników) | 28 | 3 | Redukcja 89%. |
| Zużycie kieszeni (µm) | 20 | 5 | 75% zniżki |
Tolerancja grubości ścianki
Oprócz pęcznienia należy uwzględnić tolerancję produkcyjną grubości ścianki PFA (±0,05 mm). W przypadku ściany o nominalnej grubości 2,0 mm rzeczywista może wynosić 1,95–2,05 mm:
| Początkowa ściana | Spęczniona ściana (usieciowana, spęcznienie 0,8%) | Potrzebne rozliczenie |
|---|---|---|
| 1,95 mm | 1,966 mm | 0,07 mm |
| 2,00 mm | 2,016 mm | 0,08 mm |
| 2,05 mm | 2,066 mm | 0,09 mm |
Wytyczne dotyczące specyfikacji dotyczące usuwania strumienia PCB
W przypadku 20% alkoholu benzylowego o temperaturze 70 stopni z prześwitem kieszeni grzejnika 0,10-0,15 mm należy określić usieciowany PFA (10% żel,-beam) o grubości ścianki o 2,0 mm ±0,03 mm z mniejszą tolerancją. W przypadku istniejącego sprzętu z prześwitami poniżej 0,10 mm należy określić powierzchniowy-fluorowany PFA (pęcznienie 0,5%). W przypadku nowego projektu sprzętu należy określić minimalny luz promieniowy 0,15 mm dla standardowego PFA lub 0,10 mm dla usieciowanego PFA. Premia za usieciowany PFA (25-40% powyżej normy) jest uzasadniona wyeliminowaniem wiązania grzałek podczas usuwania strumienia PCB, gdzie zablokowane grzejniki wymagają wyłączenia linii, co kosztuje 2 000-10 000 USD na incydent. Do zastosowań badawczo-rozwojowych lub niskocyklowych akceptowalny może być PFA o wysokiej krystaliczności z prześwitem 0,15 mm.
