干冰噴射壓力對(duì)表面質(zhì)量的影響
發(fā)布時(shí)間:2021-01-06 所屬分類:【DSjet技術(shù)】閱讀:1554
本實(shí)驗(yàn)樣品所采用的分離方式為激光切割,激光在切割封裝體時(shí),激光產(chǎn)生瞬間的高溫將環(huán)氧樹脂和PCB 材料氣化形成切割溝槽,PCB 中主要的金屬元素 Cu 在切割過程中氣化為 Cu 蒸氣并噴濺到樣品側(cè)壁面上,經(jīng)過濺渡屏蔽層工藝受到高溫作用后又極易脫落,并且 Cu 雜質(zhì)顆粒鑲嵌到塑封料的表面結(jié)構(gòu)空隙中,降低了切割側(cè)壁的粗糙度。
切割分離后的封裝體側(cè)壁上,塑封料和 PCB 區(qū)域的粗糙度 Ra 分別為 7.92 ?m 和 8.93 ?m。經(jīng) EDX 檢測(cè),塑封料區(qū)域和 PCB 區(qū)域的初始Cu 雜質(zhì)含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))分別為 1.22%和 30%。
干冰處理技術(shù)原理為:通過壓縮空氣的流動(dòng),加速干冰顆粒以高速撞擊材料表面雜質(zhì),雜質(zhì)因?yàn)橥蝗唤禍囟嗷?,同時(shí)溫度極低的干冰氣體進(jìn)入出現(xiàn)裂縫的雜質(zhì)層內(nèi)部,干冰因升華使體積迅速膨脹,并將破碎的污染物從物體表面帶走。
噴射壓力是通過影響干冰爆破力和材料受到的瞬間沖擊力對(duì)材料表面處理效果產(chǎn)生重要影響,噴射壓力越大,材料表面單位面積受到的瞬間沖擊越大, 對(duì)表面粘附雜質(zhì)的去除效力越強(qiáng),但是 PCB 受到的沖擊過大時(shí),切割過程造成的微裂紋將沿著噴射方向瞬間擴(kuò)展甚至脫落,嚴(yán)重時(shí)將暴露 PCB 內(nèi)部電路結(jié)構(gòu),造成產(chǎn)品報(bào)廢。
圖 3a 為實(shí)驗(yàn)得出的不同噴射壓力對(duì)塑封區(qū)域和 PCB 區(qū)域雜質(zhì)去除量的影響規(guī)律, 可以看出隨著噴射壓力的增大,Cu 雜質(zhì)含量逐漸減少,但是隨著壓力的繼續(xù)增加,當(dāng)壓力大于 0.2 MPa 時(shí),塑封料區(qū)域的雜質(zhì)含量下降不明顯,PCB 區(qū)域的雜質(zhì)含量在壓力大于 0.3 MPa 后才基本維持穩(wěn)定。從Cu 雜質(zhì)含量的下降程度分析可得,干冰處理主要對(duì)PCB 區(qū)域的雜質(zhì)去除效果明顯,在壓力為 0.4 MPa 時(shí), PCB 區(qū)域的 Cu 雜質(zhì)含量由最初的 30%降至 2.06%, PCB 表面的雜質(zhì)基本去除。
圖 3b 為阻焊層受噴射壓力的影響結(jié)果,結(jié)果表明在壓力小于 0.4 MPa 時(shí),干冰作用對(duì)組焊層的影響幾乎可以不考慮,但是當(dāng)干冰壓力超過 0.3 MPa 時(shí),阻焊層破損不良比例隨著壓力的增加會(huì)迅速上升。由此可以得出,噴射壓力在0.2~0.4 MPa 之間,可以獲得阻焊層破損和去除雜質(zhì)之間的平衡。