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电子产品的制造过程中对表面张力的要求

来源: 可靠性与表面技术 浏览 221 次 发布时间:2024-01-16

表面张力的大小取决于液体的性质和环境条件。一般来说,表面张力随着液体的分子间吸引力增强而增加,随着温度的升高而减小。简单粗暴理解,表面张力越小的液体,越容易被“侵犯”,表面张力越大的液体“越犟,不容易被侵犯”。在电子产品的制造过程中,清洗、焊接、敷形涂覆和引线键合等环节都对表面张力和表面能有一定的要求。

清洗的主要目标是消除各种类型的残留物,这些物质可能对电子组件的性能产生不良影响。清洗剂的选择和使用是此过程的关键因素,理想的清洗剂需具有出色的润湿性,即其表面张力应低于被清洗物体的表面能,从而使得清洗剂能够更好地在物体表面铺展,提高清洗效果。因此,为了实现有效的清洗,需要根据被清洁材料的性质选择适当的清洗剂,并控制清洗过程的条件以优化表面能。为了更有效地检测清洗效果,可以通过目视检查、达因笔、水滴接触角和离子污染度等测试来评估清洗后的PCBA/FPCA的表面状态。


焊接过程也需要关注表面能和表面张力。助焊剂是焊接过程中不可或缺的一部分,它有清洗被焊金属和焊料表面的作用,熔点要低于所有焊料的熔点,并在焊接温度下形成液态以保护金属表面。助焊剂的选择和使用直接影响到焊接质量。此外,焊接过程中焊料与金属表面的相互作用也受到表面张力的影响。理想的助焊剂应具有较低的表面张力,以便受热后能迅速均匀地流动,从而增强焊料与金属表面的活性并增加浸润。


敷形涂覆是一种用于保护电路板的重要技术,它是将涂料均匀涂布在PCBA(印制板组装件)上,旨在使电路板在工作和储存期间能抵御恶劣环境对电路和元器件的影响。涂覆过程中,如果涂料本身的表面张力高于电路板表面能,则涂料可能会收缩成珠状,从而导致涂层不均匀。为了达到敷形涂布的目的,必须精确控制涂料的表面张力和PCBA的表面能,确保涂料均匀涂布在电路板上,从而提高电路板的保护效果和使用寿命。


引线键合工艺是一种广泛应用于集成电路封装的核心技术,它使用金属引线来实现芯片与基板之间的电气互连和信息互通。在这一过程中,表面张力效应可以使得金线之末端形成球状,并确保其精确定位和形状转变,从而有利于形成质量稳定的焊点。另一方面,表面能也对引线键合工艺有着显著影响。比如,当引线键合或焊盘氧化后在其表面会形成一层难以去除的氧化膜,这层氧化膜的厚度会随着环境温度的升高而增大,会使其表面能降低,可键合性降低,导致键合力和焊盘形变难以控制,从而可能产生质量问题如铜球形成不稳定,甚至可能导致虚焊,降低产品的稳定性和可靠性。


综上,清洗、焊接、敷形涂覆、引线键合环节都需要严格控制和调整表面能和表面张力以满足电子产品制造的要求。这涉及到材料选择、工艺参数控制等多个方面,需要综合考虑以达到最佳效果。


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