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    電子產品的制造過程中對表面張力的要求

    來源: 可靠性與表面技術 瀏覽 330 次 發布時間:2024-01-16

    表面張力的大小取決于液體的性質和環境條件。一般來說,表面張力隨著液體的分子間吸引力增強而增加,隨著溫度的升高而減小。簡單粗暴理解,表面張力越小的液體,越容易被“侵犯”,表面張力越大的液體“越犟,不容易被侵犯”。在電子產品的制造過程中,清洗、焊接、敷形涂覆和引線鍵合等環節都對表面張力和表面能有一定的要求。

    清洗的主要目標是消除各種類型的殘留物,這些物質可能對電子組件的性能產生不良影響。清洗劑的選擇和使用是此過程的關鍵因素,理想的清洗劑需具有出色的潤濕性,即其表面張力應低于被清洗物體的表面能,從而使得清洗劑能夠更好地在物體表面鋪展,提高清洗效果。因此,為了實現有效的清洗,需要根據被清潔材料的性質選擇適當的清洗劑,并控制清洗過程的條件以優化表面能。為了更有效地檢測清洗效果,可以通過目視檢查、達因筆、水滴接觸角和離子污染度等測試來評估清洗后的PCBA/FPCA的表面狀態。


    焊接過程也需要關注表面能和表面張力。助焊劑是焊接過程中不可或缺的一部分,它有清洗被焊金屬和焊料表面的作用,熔點要低于所有焊料的熔點,并在焊接溫度下形成液態以保護金屬表面。助焊劑的選擇和使用直接影響到焊接質量。此外,焊接過程中焊料與金屬表面的相互作用也受到表面張力的影響。理想的助焊劑應具有較低的表面張力,以便受熱后能迅速均勻地流動,從而增強焊料與金屬表面的活性并增加浸潤。


    敷形涂覆是一種用于保護電路板的重要技術,它是將涂料均勻涂布在PCBA(印制板組裝件)上,旨在使電路板在工作和儲存期間能抵御惡劣環境對電路和元器件的影響。涂覆過程中,如果涂料本身的表面張力高于電路板表面能,則涂料可能會收縮成珠狀,從而導致涂層不均勻。為了達到敷形涂布的目的,必須精確控制涂料的表面張力和PCBA的表面能,確保涂料均勻涂布在電路板上,從而提高電路板的保護效果和使用壽命。


    引線鍵合工藝是一種廣泛應用于集成電路封裝的核心技術,它使用金屬引線來實現芯片與基板之間的電氣互連和信息互通。在這一過程中,表面張力效應可以使得金線之末端形成球狀,并確保其精確定位和形狀轉變,從而有利于形成質量穩定的焊點。另一方面,表面能也對引線鍵合工藝有著顯著影響。比如,當引線鍵合或焊盤氧化后在其表面會形成一層難以去除的氧化膜,這層氧化膜的厚度會隨著環境溫度的升高而增大,會使其表面能降低,可鍵合性降低,導致鍵合力和焊盤形變難以控制,從而可能產生質量問題如銅球形成不穩定,甚至可能導致虛焊,降低產品的穩定性和可靠性。


    綜上,清洗、焊接、敷形涂覆、引線鍵合環節都需要嚴格控制和調整表面能和表面張力以滿足電子產品制造的要求。這涉及到材料選擇、工藝參數控制等多個方面,需要綜合考慮以達到最佳效果。


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