成功的电子制造制造铰链在不同的材料之间控制表面和界面，而不是许多人意识到。例如，现代电子器件必须在恶劣的条件下执行，因此施加到印刷电路板（PCB）和部件的保护材料（保形涂层）防止破坏性地侵入水分，粉尘颗粒和其他可损害的有害物质，可以电降低组件和互连。
使用粘合剂将许多部件粘合到电路板上。此外，使用粘合剂在除了机械紧固件之外，经常组装电子设备本身（手机，汽车或医疗设备）。涂层和结构键的初始粘附以及这些组分的耐久性在施用前立即依赖于表面的化学状态。更好的制造
当建立化学性质的过程时已启用
了解并控制表面(如清洁、活化和其他方法)。
理解和控制表面特性在高克电子设备的设计和制造方面具有特别的重力。这些是保持飞机在天空中的不可或缺的部件，防止救生和保存的医疗设备摇摇欲坠，并且对于向我们联系世界的权力交付至关重要。
生产标准必须符合绩效标准。为确保每个芯片和每个板都适合在设备或机器中使用，必须保证涂层和粘合部件的粘附性。清洁，表面激活和其他表面制备方法通过帮助确保成功粘附来实现更好的制造。
涂层、焊接、烧结和任何其他粘附过程都需要定量地理解和控制，并关注所有相互关联的关键控制点(CCPs)，这些关键控制点影响粘附的最终强度，从而影响最终产品的可靠性。由于不受控制的清洁和处理过程导致的表面质量差是最有恶劣的根本原因，并且由于无法准确测量表面状况而定期忽略。
电子书描述了如何通过清洁度提高电子制造质量。
学习新的方法来提高电子制造效率和产品质量。
一些经常用于电子元件组装和保护的涂料类型包括:
这些涂层是它们各自的过程的整体组分，其中一些作为预处理粘合促进剂，以及一些在主要完成的装置上的精加工触摸。列表中的其他人可以是污染物，如果误认或者他们迁移并必须适当处理和清洁以确保随后的涂层，焊接和其他粘合过程没有阻碍。
清洁在电子产品制造中一直扮演着重要的角色，但人们对清洁的内容和方法的重视多年来已经发生了变化。电子技术在航空航天、汽车和医疗设备制造中的作用，以及处理器和芯片的不断缩小导致了有史以来最强大的计算机的小型化，在过去的几十年里发生了巨大的变化，制造过程不得不适应和发展这些新的责任。
无论它们都使用的环境，电子组件需要保持它们之间的导电和热性质。这些装置的制造中，在上述涂层之外存在许多粘合过程。下面的每个过程依赖于要产生和维持的化学清洁表面，使得这些技术固有的粘合性强，并且这些部件免受故障的影响。
一种连接集成电路和电路板或设备的方法。通常使用铝、铜、金或银，并结合热、压和超声波能量来将金属丝焊接到设备上。
通常通过靶向或完全封装在印刷电路板和环境之间产生屏障的过程，通常用聚合物膜。
一种低温，附模技术，其中银膏应用于基材，然后模具被放置在膏体上，有一定的压力。烧结的许多好处之一是不需要固化或回流。
这是电子器件组件最常见的附模方法，这种高温工艺利用具有高熔点的金属合金，并通过回流工艺连接组件。
离子污染是制造商关注的主要清洁问题。离子残留物可以来源于各种过程中使用的侵略性化学物质，如铜蚀刻或使用水溶性焊接化学物质。如果离子残留物不能通过清洁有效地去除，这些残留物的电导率，当与吸收的水分结合时，就会产生枝晶生长、腐蚀和电化学迁移(ECM)的危险;所有这些都是通过中断或重定向电流，使电流从预定的路径通过电路板上的元件，从而导致电路板故障。
离子残留物的有害影响导致了从老式的高残留熔剂和遗留的清洗程序向新一代低残留“不清洁”熔剂的转变。相对而言，较少因少量焊剂残留而导致故障的组件安装过程的引入产生了不完全可靠的安全感。
高可靠性电子应用意味着任何保形涂层失效、ECM事件导致的电气短路或任何将装配置于危险中的污染都不再被接受。电路板上元件的距离越近，任何未清除表面的助焊剂都会成为一种污染物，使组装容易出现故障。需要精确的清洗过程来消除所有可能的故障风险。
离子污染物通常伴随在涂覆或粘接成分之前存在于表面上的油，硅氧烷，烃等的有机残留物。它们呈现出不同的风险，而不是离子污染物。有机污染物通常不会导致电气性能直接威胁，但干扰涂层和粘合剂与电路板的粘合，这会导致板故障。
在PCB上常见的涂层故障类型存在几十个术语。许多人是同类问题的变化。每一个都是粘合性故障，可以导致板由于腐蚀而短路，物理损坏或其他问题，保形涂层应该防止。
有机污染的有害影响包括:
另一类特别危险的污染物是硅树脂。由于它们在高温和强化学物质下保持理想的性能，在许多方面，它们是电子设备固定化和处理的理想选择。然而，这些相同的特性使它们不被大多数溶剂和清洗液去除。有机硅是电子元件上最有害的污染物:一层或两层有机硅分子层可以防止涂层均匀分布，造成针孔和鱼眼;相同数量的涂层和胶粘剂的附着力会被完全破坏，从而导致分层。
影响板表面质量的污染物不仅仅是焊剂残留物。这就是“不清洁”焊剂的根本问题的根源。当你不清除焊剂残留物，你也不清除任何其他污染物。离子和有机污染物有很多来源，可以在生产过程中的几个点上进入电路板。在涂层或粘接之前清洗污染物是实现可预测的附着力和性能的关键。
作为屏障的保形涂层，封装和电子设备包装
对抗恶劣环境的能力开始超越了显而易见的应用，
像航空航天和医疗器械，以及漫无无人驾驶车辆和消费者
电子产品。确保板子和组件足够干净，达到这样的高度
可靠性要求是所有电子产品制造商的挑战。
溶剂提取物的电阻率(ROSE)测试是一种相对常见的板检查方法，包括将板浸入或冲洗在溶剂中，然后测量液体的电导率。溶液电导率与通过冲洗去除的离子污染物的水平相关。
玫瑰测试具有所有定量清洁度测试的最窄范围。它只感测离子污染，并且只有那些在这种特定的冲洗程序中除去的污染。因此，它给出了董事会状态的不完整图片。IPC特别说明该测试非常特别使用：“请注意，此方法不预测可靠性，只应用作过程控制工具。”
与其他测试相比，玫瑰色测试相当便宜，快速，但仍需要离线站，需要几分钟才能完成。一旦测试完成，您就实际上只给出了少量信息，而无需了解存在的离子污染物物种，它们的起源可能是什么，并且在板上可能集中。它完全错过了任何可能干扰涂层和粘合剂的非离子污染物。由于板组件较小，更靠近，清洁变得更加困难，需要更精确的测试来调查电路板的清洁程度。
与玫瑰测试不同，离子色谱（IC）能够识别表面上发现的特定离子。IC还可以标记从未充分清洁的助焊剂留下的弱有机酸（WOA）的存在。使用的不同助焊剂将具有不同的WOA水平，通常具有较高水平的WOA水平的“无清洁”的助熔剂。
通过IC，以类似的方式升起测试，评估了板浸没在溶液中的溶液的电导率，并从溶液中提取的内容中推断离子污染水平。IC测试的重要缺乏是它无法检测有机污染物，几乎总是伴随离子污染物。
这些测试系统可以非常昂贵，并且在他们对板上的更高或更低污染区域的检测中也是不精确的。该测试的结果可以告诉您存在的存在，但在可以使用更直接的清洁方法时，在其且可能导致许多频繁运行。
表面绝缘电阻（SIR）测试是在加工后留在底板上的残留物的密集和彻底检查。此测试不定期用作过程控制，但通常作为最后一个手段，因为需要数周才能执行，并且基本上总是外包。该过程涉及使电路板经受高温调动表面上污染物，然后评估板的绝缘电阻降低。
该测试可用于预测组件的某些类型的可靠性，但间接，耗时和昂贵。
接触角测量是本名单中唯一可以快速完成的测试，以定量精度，以及在非常特殊和小部分的电路板上。它们可以在线可以在线实现，使它们用作清洁过程或等离子体处理的过程控制反馈。每种测量需要大约两秒钟，并在清洁或粘合或涂覆过程之前和之前和之后提供目标洞察表面的质量。该测试也可以进行后涂层，以评估涂层的均匀性作为控制施加膜的沉积技术的方法。
接触角是在一滴液体和表面之间形成的角度。如果液体“润湿的表面由于强大的吸引力，它会横跨表面蔓延并进行小的接触角。如果表面被表面排斥液体，它会弯曲（如你可能在耐水物品上看到的衣物或蜡车），并且接触角变大。低接触角对应于具有高表面能的清洁表面;高接触角对应于污染，清洁或处理不良的表面。接触角和清洁度或治疗水平之间的关系是定量的。
该测试是唯一适用于快速评估电子元件的测试，该电子元件准确地预测粘附性。虽然其他测试足以确定是否存在可能导致迫在眉睫的ECM或导电阳极丝（CAF）失效的污染物，但接触角测量表明存在会干扰涂层，焊接，电线键和烧结的污染物，这将最终引导挂上各种类型的失败。
接触角测量本身是一种合格/不合格测试，但如果与电子制造过程中普遍存在的污染物和残留物水平相关，它们是成功过程的快速、客观定义。来自这些测试的数据提供了预示装配可靠性的预测分析，因此，可以用于设计和构建仅输出合格产品的流程。
IPC、ASTM、SAE和IEEE等组织一直在为制造商制定通用标准和建议，以设计降低风险和优化每个操作部件所受的生产流程。IPC(前身为互连和封装电子电路研究所)发布了最广泛使用的电子设备和组件的可接受标准。
行业标准是制造商的生活和死亡。质量和绩效标准为制造商提供了一个运营的框架，但他们不保证免于失败的自由。从这个意义上，他们可以是一个拐杖，因为它们可以激发自满。当制造商具有涂层失败或脱水时，通常由于板上存在有机污染物;电子行业的清洁度标准不包括测试有机污染的测试。在高可靠性应用中，制造商无法容忍失败，需要更好的方法来驱逐故障和缺陷到零。
多年来，清洁标准必须修改和扩展清洁的定义，以适应对污染的敏感性和对失败的耐受性降低。在谈论离子污染时，IPC-TM-650标准将氯化钠（NaCl）的可接受范围设置为0.1μg/ In2，用于军用应用，0.65μg/ in2用于一般应用。但随着可靠性预期的上升，该标准必须增强。通过所谓的无清洁助焊剂留下的WOA和其他树脂未测量并占这些标准推荐的测试中。
仅仅对离子污染进行清洗是不足以防止故障的，主要的清洗方法也不能满足高可靠性要求的挑战。
为了设计一个依赖于预测性而非预防性维护的生产过程，我们只想强调几个需要理解的IPC标准。如果在制造过程的每个关键控制点上实施整体数据捕获，过程控制要求可确保清洁设备的健康和严密的监控循环。
对IPC J-STD-001G的修正案包括为可接受的清洁度测试开辟了竞技场的语言作为过程控制。以前，在清洁行动的质量评估期间，仅对离子污染进行了测试。由于涂层和粘附失败引起的董事会失败没有减少，因此在讨论中载有更广泛的清洁度理解，并且对非离子残留物的定量测试是控制威胁电子组件的污染物的总体。
修正案本身表示，“......使用1.56μg/ NACL等效/ CM2值的玫瑰测试，没有其他支持客观证据，不被视为合格化制造过程的可接受的基础......”
这清楚地表明，如果这种广泛应用的清洁措施没有通过附加的质量评估(可以涵盖更广泛的残留物和污染物)来增强或配合，那么生产工艺的验证是不完整的。
IPC标准涵盖的另一个关键控制点是安全存储和处理电子元件和组件，以保持其清洁度并防止污染。
湿度是电子制造商和IPC 1601的主要迹象，用于在烘烤板消除水分时找到甜点的详细信息标准，而不会导致组件的抵押品损坏。如在介绍中所述，该文件的指南还包括“适当的处理，包装材料和方法，环境条件以及印刷委员会储存的建议。这些指南旨在保护印刷板免受污染，物理损伤，可焊性降级，静电放电（ESD）（必要时）和水分吸收的影响。“
提到了控制和验证方法，解释了在防潮之前和之后称重电路板的方法和SIR和IC等污染测试。接触角测量是一种快速，非破坏性和可接近的方法，可以确定电路板和组件是否足够污染，然后在它们存放之前没有污染，并且在库存中的时间内未被污染。表面处理降解，物质从储存包装材料和其他威胁到表面质量的威胁都可以在架子上的时间内发生。
在电子元件和电路板上发现的许多污染物会导致涂层覆盖率不一致，涂层粘附不良，或促进树突生长。其中最常见的（和潜在非常有效）的清洁方法，其中包括许多可用的选择是自动水洗和漂洗循环。通过精心设计的和维护良好的工业洗涤系统，可以有效地除去可溶性污染物（与左侧过量残留物的离子物质）和最不溶性碎片。更频繁地，可能需要在固化烘箱中可降解和/或聚合的降解残留物需要手动清洁。这些残留物不溶于水基清洁溶液，并且本质上是不可能单独用洗涤剂溶液冲击去除。
产品性能和可靠性取决于彻底地将有机污染降至亚微米水平。满足电子元件的性能要求需要化学清洁的PCB表面，这可能难以与水性清洁系统实现。许多有害的污染物可能对这些清洁过程可能是抗性的，然而，成功的辅助水溶液和溶剂的清洁剂是等离子体处理。适当的工程化等离子体处理过程可以有效去除否则完全棘手的污染物。
等离子体处理系统提供高精度，材料水平的材料电路板。这种处理使用电场来电加工气体;激发的气体分子与表面上的污染物反应并将有机材料氧化为水蒸气和CO2，有效地除去它们。实施良好的等离子体清洁过程也将轻微地氧化下面的板表面，以提供化学“齿”，用于粘合保形涂层和粘合剂。
需要理解，这些过程过于慢，以除去大量的污染，因此可能需要在水性系统中进行预切。此外，等离子体清洁不会去除离子污染物，因为它们不能被氧化成H 2 O和CO 2，如有机污染物。出于类似的原因，它们不会去除颗粒污染物。它们作为化学调理过程。
由于等离子体处理使用反应气来执行清洁作用，所以等离子体能够在难以用传统方法进行化学清洁的船上进入和清洁的地方。传统上，处理是在真空室中进行的批量处理。这些是复杂形状的优选处理，只要将有效地清洁并处理等离子体气体即可弥漫的任何地方。最近，若干制造商正在提供可以在线进行的大气压系统。这些系统是视线，因此不适用于清洁和处理异常几何形状，但在线性质使它们成为高速，高可靠性制造的出色选择。
电子产品制造商采用的常见等离子体处理过程包括在自动拾取和放置模具附着步骤之前的空气或HE / O2中的低压真空室或大气压等离子体中的批压氩气或氩/氧等离子体，或者之前用于激活人口稠密的板表面保形涂层。
等离子体过程对眼睛的影响是“看不见”的：在亚微米厚度水平处发生效果。过程控制和过程验证是通过达因墨水测试，防水试验或实验室仪器检查等各种技术完成的。Dyne解决方案是破坏性的，不精确的，主观的，并且在填充板的清洁度的情况下遇到问题。同样地，防水试验也是由不平坦和均匀的表面混淆的主观评价。Lab仪器，如X射线光电子能谱（XPS）或台式接触角测量仪，可以提供对表面的详细分析，但不实用，用于使用以高速率处理的资格化的真实组件。
以表面质量开始处理序列
测量以获得基线质量评估。
当然，实验室仪器在为生产过程中需要满足的清洁度和表面活化标准创建基线方面具有战略作用。然而，在生产线上进行的测试和在实验室进行的测试之间必须有直接的联系，才能确信正在测量相同的参数。
启动PCB表面的等离子体处理。
在制造过程中对真实零件进行的测试有特别严格的要求。它们需要快速、可重复和准确。对于清洁和表面处理工艺，验证测试必须对处理和加工过程中发生的分子水平化学变化敏感，并与工艺设计阶段进行的测试直接相关。当生产中使用的质量测试与开发中使用的质量测试截然不同时，我们就清楚了，为什么现实世界的结果不一定与旨在理解制造过程的性能输出的预测模型相匹配。
以表面质量结束处理序列
测量以确保治疗成功。
我们的经验是，许多制造商将安装等离子处理设备作为“魔术棒”治疗污染，可以更有效和可靠地减轻设计和维护良好的传统水清洗程序。但是，良好的设计和维护意味着适当的过程测量和控制监视技术。了解适当的表面活化水平和均匀性，评估适当制备的表面的衰变率，防止可能损坏板表面的过度处理都是有效过程监测的关键作用。没有这种监测，制造商就没有完全实现的处理过程。
等离子体处理站具有自动化，内联验证。
点击这里观看视频。
入境部分因供应商无法控制一致性和质量而导致的部分变化是制造商是否知道它的问题。在供应商进入供应商时，表征表面的质量对于维持输出一致产品的清洁和处理过程至关重要。如果输入的清洁度水平处于恒定的通量，则拨入清洁参数将产生不规则的结果。这对于清洁过程尤其重要，甚至更适用于血浆过程，其无法在处理之前应对表面的广泛变化的化学成分。
可以缺乏连接到供应商的视觉测试，主观和差异Dyne测试，或者在连接后长期完成的性能测试，都缺乏避免的避免。
在进货材料上完成的决定性，可靠和快速的质量测试是为制造商提供的保险，他们不能向其进程发送意外的污染物。定量数据对于有效的供应商合规性和根本原因分析至关重要。例如，许多抗粘附物质在生产环境中是迁移的，并且可以相当容易地转移到表面。
在涂覆或粘合之前，必须重新评估表面后已经处理的零件经常在涂覆或粘合之前重新评估，以确保临界表面的状态没有通过处理过程降级。可能需要将组件存储在惰性包装中，以防止转移到电路板上的最轻微的污染。然而，最好的实践经常决定一旦从库存中移除了重新评估了表面质量，以确保发生了对表面没有有意义的变化。
在线，自动化测试符合大容量PCB制造的要求，并为可接受的清洁设定清晰的条形，同时以多种方式降低制造商的成本。通过需要分配较少的时间解决持久涂层故障，可以将更多的时间分配给研发和产品开发甚至是子标准组件的资源恢复。
高可靠性应用可以绝对没有制造设施的缺陷产品。结果，废速率可以是总吞吐量的高百分比。失败的部件的成本是制造商所熟知的，必须考虑到产品价格。
防止失败比稍后更正为更具成本效益。该原理在过度简化的1-10-100规则中说明。这条规则解释了预防的1美元的支出比纠正10美元更好，而不是花费100美元的努力。这个过程的越远越来越突出，这个问题的速度越大。如果该问题可以被删除为等式内的可能性，那么99美元的剩余可以更好地使用。
所有电子产品制造商都知道完全致力于返工和修理电子组件的公司。依靠这项服务和失败的不可避免性不必继续实施整体，过程范围的质量系统。
如果没有对当前质量水平的量化评估，将5%的废品率降低到3%可能是不可能的。如果没有定量测试，就没有可靠的方法来知道工艺变化是否对质量产生预期的影响，也就是说，直到看到失败率。但是，到那时已经太晚了。
电子制造的各种方面有许多质量标准，但经常被忽视的区域是表面质量。这通常是由于缺乏欣赏它们如何涉及粘合，涂层，密封和焊接过程的可靠性。由于不受控制的清洁和处理过程导致的表面质量差是最有恶劣的根本原因，并且由于无法准确测量表面状况而定期忽略。
工程师不再是常年内部数据，可以在检查点出现。制造业的全球性质永远改变了我们在公司之间沟通和开展业务的方式，即使在组织中也是如此。
全世界的供应链分销，扩大团队地点，组织内的关键职能，增加自动化和数据和传播的数字化已经开辟了整个世界，甚至很小到中型制造商。这些变化多年来发生了缓慢，但改变了制造的方式，并为目前正在进行的方式提供令人兴奋的解决方案。
一种通用的、量化的语言可以转化为分析，将使以前不可知的趋势变得可见，并使优化决策在任何地方都成为可能。数据的可共享性对于现代社会的功能至关重要，对于我们所处的制造业新阶段也是如此。
这是行业4.0，它真的只是一种吸引人的名称，用于建立和运营生产过程的高度相互连接和智能化的方式。允许各种相互依存的设备在其网络内无缝沟通，并立即向优质工程师发送详细信息意味着部门和分区之间的里程融化。即使是极其物理测试，也可以根据汽车，飞机或卫星系统内部的现实世界环境的电子元件的振动影响，可以评估和计算。
通过将这种自动化水平和计算能力应用于表面质量管理来确保粘附过程将使预防性维护过时，有利于更强大，预测的维护协议。
电子书描述了如何通过清洁度提高电子制造质量。
学习新的方法来提高电子制造效率和产品质量。
BTG实验室致力于帮助电子制造商获得所需的可靠性。通过整体过程优化和高度敏感的监测，该分辨率具有捕获亚微米的化学成分和表面性质的性能，实际涉及良好的附着力 - 实现预测分析的工具 - 可计算性能和产品质量绝对可能实现。
我们的方法始于我们进行流程步行的流程专家：我们的专家审查制造业务，以确定影响产品可靠性和性能的关键控制点，然后使有关如何正确管理这些区域的最佳实践建议。然后，我们通过与客户建立测试计划，以创建解决拟议或现有生产过程需求的可操作项目。
我们的流程工程师和材料科学专家的团队具有执行广泛的根本原因分析所需的设备和经验，以确定导致产品脱离规格的变量来源。它们提供优化策略，以充分利用清洁和处理设备。
我们通过确保完全的过程，在整个过程中可以从过程设计，扩展和生产中提供性能验证，帮助在线获取新流程。我们可以帮助确定需要在新工艺的成立时到达的表面质量规范，简化为生产管道的设计。我们还帮助表征输出的性能，并提供监控和验证每个关键控制点的所有这些标准的产品。
有关BTG实验室如何努力对制造商提供信心和清晰度的更多信息，下载电子书：BTG实验室的粘合科学指南，可完美无瑕制造。开始建立可靠和可预测的制造过程，安排呼叫使用BTG Labs的流程专家。
