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更好的消费电子产品可靠性:涂料和粘合剂

最近的一项研究仪器,调查了十大最常见的制造缺陷。制造商对抗的头号缺陷是缺乏胶水。

这是一个简单的事实,电子产品在组装中依赖胶粘剂粘合远远超过机械紧固件。胶水应用的增加,对粘附过程的不熟悉,以及检测和修复粘附问题的困难,清楚地说明了为什么这是最普遍的缺陷领域。

在仪器研究中,10个最常见的缺陷中有4个可能与某种粘附、粘接或清洁问题有关。这些问题都是相互关联的,如果得到解决或预防,就会对废品率、故障排除时间和缺陷根源产生显著影响,并对保修索赔和召回产生可衡量的影响。

消费类电子产品采用多种粘接工艺,包括产品内部电路板上组件的电线粘接,用保形涂层封装这些板,以及具有疏油和疏水特性的外部涂层。

对于以消费者所需的水平执行电子设备,这些粘合应用中的每一个需要在产品的整个寿命中获得100%。晚工艺性能测试不足以确保零缺陷制造。

在过程中监测,测试,检验和数据收集是保证在每个关键控制点(CCP)的每个产品内完美粘附的唯一方法,其中不同的条件会影响粘附结果。

消费电子过程控制必须包括强大的理解,对必须控制的内容进行完美的胶合和涂层粘附。

小型和复杂的电子产品使清洁和检测变得困难

电子元件制造业遵循了几十年前的预测,即组装电路板和为我们周围的一切提供动力的芯片将呈指数级微型化。摩尔定律以其创始人、英特尔(Intel)的联合创始人之一戈登·e·摩尔(Gordon E. Moore)的名字命名。摩尔定律说,可以以低成本的方式放在芯片上的晶体管数量每隔几年就会翻一番。这一趋势自1965年首次出现以来一直是正确的。

我们可以构建和组装的深刻小部件允许在60年代中期甚至是摩尔这样的人,甚至是摩尔这样的封装中的非凡的加工能力。

要了解更多关于分子水平的表面如何影响生产结果,请下载我们的电子书:清单:制造商的粘附失效根本原因分析

现代PCB拥挤的性质使焊接和引线粘合部件,并清洁残留物更精确和微妙的物质。为防止焊接桥,不一致的共形涂层,或由储存助焊剂和其他污染物引起的树突生长,表面清洁至关重要。

检测与人口稠密的PCB一样小和变量的表面上的污染极其困难,并且通常留给主观的视觉检查,因为缺乏具有适当敏感性的微米级污染的设备。

通过视觉试验不能检测到粘附可靠性,如助焊剂,油和硅氧烷的常见污染物,如目的地测试,也是仅通过评估离子污染水平的大多数清洁度验证技术而错过。

为了消除这些污染物的威胁,即使是在最小的表面,制造商需要一个精心设计和维护的水清洗溶液以及等离子处理过程。当这些系统充分优化和精确监控他们可以照顾困扰电子组件的残留物和污染物的整体。

“充分优化”、“精确监测”和“良好维护”是该声明中的关键字。确保这些清洁过程实际上为粘附创造最佳表面的唯一方法是在每个清洁和处理步骤之前和之后测量表面的清洁度。使用智能传感器收集数据,在每个CCP上认证表面质量,意味着制造商可以更长时间地使用他们的清洁设备,只有在绝对必要时才会更改设备参数,并依赖真正一致的清洁过程。

等离子体处理

等离子体处理系统提供高精度,材料水平的材料电路板。这些系统通常被添加到生产过程中作为魔杖,使所有粘附性和粘合问题消失;当事情不完全相同时,制造商会失望。

如果在等离子体处理期间对分子水平化学变化敏感的过程控制进行了敏感,这些过程可以是制造商的游戏变频器。

电子制造商所采用的常见等离子体处理工艺包括低压真空室中的批量氩或氩/氧等离子体,或在自动取放模附着步骤之前的空气或He/O2中的常压等离子体,或在保形涂层之前激活填充板表面。

由于等离子体处理使用活性气体来执行清洁操作,等离子体能够进入和清洁传统方法难以化学清洁的电路板上的地方。良好实施的等离子清洗过程还将轻微氧化底层板表面,为保形涂层和粘合剂的粘附提供化学“牙齿”。

工艺控制和工艺验证最可靠的完成方式是在生产过程中接近动作的真实零件上进行快速、可重复和准确的测试。

如何保证均匀可靠的涂层

从触摸屏到传感器,消费类电子产品的表面布满了涂层,目的是延长设备的使用寿命,并确保它们能按预期操作。

确保这些涂层正常工作的方法是控制对任何材料强、可靠的附着力所必需的三个要素:

  1. 粘合剂、涂料、油墨或油漆的组成
  2. 粘合剂、涂料、油墨或油漆的应用
  3. 粘结面质量

对于电子设备(以及几乎所有制造应用),涂层的组成已经大量研究和精确地配制成能够具有所需的特性。

涂层的应用确实需要监控,但这仍然是一个被广泛理解的过程,而校准点胶参数的控制也经常被整个行业讨论。

然而,在我们的经验中,涂层应用表面的质量控制经常被忽视,这是每个行业中涂层失败最常见的原因。

涂层要正确地附着在表面,必须通过清洁和/或活化过程避免化学污染物。一个清洗过程可以去除大的颗粒,然后一个等离子处理过程可以激活表面,创造一个化学清洁表面准备涂层。

拥有一个能够提供高表面质量的清洁和处理过程,以及一个能够定量验证清洁效果的验证系统是非常重要的。

一个在线的自动化表面分析系统是保持快速生产速度的最好方法,同时保持一致性和准确性。来自这些系统的数据可以在整个组织内即时共享,因此质量工程师可以在世界任何地方快速评估分析结果并做出决策。

疏水性和亲水性涂料

自洁涂料有两种品种,服务非常明显但同样重要的功能。有疏水性涂料和亲水涂层,您选择哪一个是基于您希望水和水分与镜头表面相互作用以消除污垢和灰尘。

疏水性和亲水性指的是液体在与表面接触时的表现方式。水将分散出来并“湿”是一种亲水的表面。如果玻璃不完美清洁,水“破裂”而不是均匀地润湿表面;随着水的干燥,溶解在水中的污垢和矿物质出现为水斑。

然而,如果玻璃是干净的,水就会一片片地流掉。当水在干净的玻璃上干后,它会分散开来,任何污垢或矿物质都会形成一层薄而均匀(且不可见)的薄膜,不会影响人们透过玻璃看东西的能力。亲水传感器涂层的功能与此相同:水会以片状形式流失,带走大部分污垢和灰尘。残留和蒸发的薄而均匀的水膜被分散开来,不会留下水点阻碍传感器对其周围环境的成像能力。

疏油的涂料

疏水涂层的工作方式与疏水涂层相同,虽然它们主要是排斥油。手上的油脂和油脂会沉积在我们接触的任何东西上,特别是在生产过程中被清洁或处理过的高度化学反应的表面。

疏油涂料常以…的形式用于电子屏幕上纳米涂料,这是非常薄的薄膜沉积等离子体化学气相沉积(CVD)。该过程发生在腔室中,其中涂层以气态引入并粘合到玻璃,金属或塑料的表面。这些涂层无形且透明,因此它们非常适合光学和光子应用。

粘接电子设备的独特挑战

在尝试设计引文产品时,我们的技术丰富的社会依赖,消费电子制造商已经弄清楚了如何确保他们几十年前所承诺的空间年龄小税务。

制造商们用胶水和胶粘剂组装消费类电子产品,比如手机、智能手表、健身追踪器、平板电脑和智能家用电器,制造出时尚时髦的设备,它们是艺术广告的完美素材,符合现代生活方式。但实际上建造这些产品的过程是艺术和科学的融合。

平滑的轮廓和无缝的设计多亏了粘合剂把它们连接在一起。如果手机的背面都是小螺丝,人们会有很多话要说。

正是这些光滑、有机的设计,使得这些设备成为粘合剂粘合的优秀候选材料,也使它们难以清洁和检查。

弯曲的边缘和狭窄的通道,金属和塑料是极其难以达到清洁表面之前,应用附着力。正是在这些界面上,制造商出现了最多的粘接故障。

大气压力等离子体是唯一能够到达这些困难表面的方法,但传统的表面质量评估方法对于快速可靠地检测弯曲或狭窄表面是没有帮助的。

要知道您正在全面清洁电子设备组装表面的每个角落和裂缝,nba直播欧宝 是唯一准确的方法。该技术使用沉积在表面上的微小液体,然后使用智能算法,测量下降在表面上的程度。这些测量可以非常快速地完成,提供实时分析数据,并且极其预测粘附结果。

采用预测分析以确保可靠性

测试粘附过程中每个步骤(即供应商材料的表面质量测试,验证表面活化步骤,验证涂层均匀性等)最可靠的方法是使用生产级接触角度测量。这个简单的测试为质量工程师提供了更多的定量数据,这些数据涉及到生产环境中材料表面的状态。

了解控制的必要性,用于组装和涂层可靠的消费电子设备的清洁表面是用于产生表面质量规范的基岩。您可以从表面的化学绘制直线到产品的可靠性。具有这种关系的测量,将制造商处于强大的优势,以降低生产成本和对客户的价值增加。

要了解更多关于分子水平的表面如何影响生产结果,请下载我们的免费电子书,检查表:制造商粘附失效根本原因分析。本指南将帮助你发现粘连过程中你可能忽略的地方,以及如何确保每个变量都被解释清楚。

厂家粘附失效的根本原因分析

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