等離子的吸濕性與粘接
等離子對(duì)聚合物改性處理的明顯的結(jié)果是改善表面的吸濕性,許多未經(jīng)處理的聚合物表面能為25-50eynes/cm,接觸角95°--60°經(jīng)氧化等離子處理后,接觸角降低到40°以下,有的表面吸濕如此之好,以至于接觸角小到難以測(cè)量,在表(1)中給出一些聚合物在等離子處理前后的數(shù)據(jù)。
可以看出在所有情況下,聚合物表面吸濕性都有顯著的改善。
從表(2)可以看出等離子處理后聚合物搭接剪切強(qiáng)度有很大的改善,這也是等離子處理在聚合物上廣泛應(yīng)用的理由。應(yīng)該指出表(1)表(2)的典型數(shù)據(jù)僅有參考價(jià)值,它僅對(duì)于同一批聚合物和加工條件相同的材料才有效,對(duì)于不同批的材料即使有著相同的標(biāo)牌,由于加工工藝參數(shù)的差異和聚合物添加劑的不同,數(shù)據(jù)將有大的變化。
粘接與吸濕性之間往往有著良好的相關(guān)性,因此,通常測(cè)量處理表面的吸濕性的估計(jì)它對(duì)粘接的適用性,在許多情況下,可以說(shuō)是定性的標(biāo)示,而完全依賴吸濕性來(lái)預(yù)言粘接性是不可取的,甚至存在危險(xiǎn)的,有些情況下,吸濕與粘接的關(guān)系是反常的。即:①雖然其表面是可濕潤(rùn)的,但對(duì)于得到好的粘接強(qiáng)度來(lái)說(shuō)結(jié)構(gòu)低劣,表面太脆弱,例如PTFE(聚四氟乙烯)的粘接,臘或油表面的粘接,PTFE經(jīng)等離子處理后有良好的吸濕性,其粘接強(qiáng)度略有提高,但只有用鈉刻蝕處理所得到強(qiáng)度的一半,已經(jīng)了解PTFE表面結(jié)構(gòu)由于不存在交聯(lián)層而非常脆弱,處理的表層若不夠深,不能得到高強(qiáng)度粘接。
②另一種情況,雖然表面不能為水所濕潤(rùn),但卻具有很好的粘接強(qiáng)度,如圖1所示,圖上繪出對(duì)于聚合物用7種不同氣的等離子處理,將對(duì)聚笨硫(Polyphengler
snlfid,Ryton?R-4)1/2時(shí),與1/2時(shí)片重疊并用環(huán)氧粘接(Dexter-Hgsol EA9330),樣品處理時(shí)間均為5分鐘,得到粘接強(qiáng)度與水接觸角的關(guān)系,其中4%O2/96%CF4所處理的結(jié)果雖然水接觸角104°,但卻有很強(qiáng)的粘接強(qiáng)度~980psi,這個(gè)數(shù)據(jù)是真實(shí)而且重復(fù)的,初步探討其原因,由于其表面有少量的C-O或C-O-F可以與環(huán)氧結(jié)合,而表面上有許多CF2水就很難濕潤(rùn)。
另外說(shuō)明一點(diǎn),接觸角的精確解釋要考慮實(shí)際表面與理想表面的偏離,包括硬度、光滑度和均勻性,實(shí)際表面工藝上的微觀粗糙度、疏水基團(tuán)與親水基團(tuán)相對(duì)濃度的變化。表面的非均勻性產(chǎn)生接觸角的滯后現(xiàn)象,即前進(jìn)接觸角Oa與后退接觸角O1之間的差異。
總之,吸濕性與粘接強(qiáng)度的關(guān)系要用自己重復(fù)試驗(yàn)的結(jié)果才是真實(shí)可靠的。
AOI檢測(cè)設(shè)備的三個(gè)檢查位置是主要的:
(1)錫膏印刷之后。如果錫膏印刷過(guò)程滿足要求,那么ICT發(fā)現(xiàn)的缺陷數(shù)量可大幅度的減少。典型的印刷缺陷包括以下幾點(diǎn):
A.焊盤上焊錫不足。
B.焊盤上焊錫過(guò)多。
C.焊錫對(duì)焊盤的重合不良。
D.焊盤之間的焊錫橋。
在ICT上,相對(duì)這些情況的缺陷概率直接與情況的嚴(yán)重性成比例。輕微的少錫很少導(dǎo)致缺陷,而嚴(yán)重的情況,如根本無(wú)錫,幾乎總是在ICT造成缺陷。焊錫不足可能是元件丟失或焊點(diǎn)開路的一個(gè)原因。盡管如此,決定哪里放置AOI需要認(rèn)識(shí)到元件丟失可能是其它原因下發(fā)生的,這些原因必須放在檢查計(jì)劃內(nèi)。這個(gè)位置的檢查直接地支持過(guò)程跟蹤和特征化。這個(gè)階段的定量過(guò)程控制數(shù)據(jù)包括,印刷偏移和焊錫量信息,而有關(guān)印刷焊錫的定性信息也會(huì)產(chǎn)生。
(2)回流焊前。檢查是在元件貼放在板上錫膏內(nèi)之后和PCB送入回流爐之前完成的。這是一個(gè)典型地放置檢查機(jī)器的位置,因?yàn)檫@里可發(fā)現(xiàn)來(lái)自錫膏印刷以及機(jī)器貼放的大多數(shù)缺陷。在這個(gè)位置產(chǎn)生的定量的過(guò)程控制信息,提供高速片機(jī)和密間距元件貼裝設(shè)備校準(zhǔn)的信息。這個(gè)信息可用來(lái)修改元件貼放或表明貼片機(jī)需要校準(zhǔn)。這個(gè)位置的檢查滿足過(guò)程跟蹤的目標(biāo)。
(3)回流焊后。在SMT工藝過(guò)程的后步驟進(jìn)行檢查,這是AOI流行的選擇,因?yàn)檫@個(gè)位置可發(fā)現(xiàn)全部的裝配錯(cuò)誤?;亓骱负髾z查提供高度的安全性,因?yàn)樗R(shí)別由錫膏印刷、元件貼裝和回流過(guò)程引起的錯(cuò)誤。
AOI檢測(cè)設(shè)備又名AOI光學(xué)自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備現(xiàn)已成為電子制造業(yè)確保產(chǎn)品質(zhì)量的重要檢測(cè)工具和過(guò)程質(zhì)量控制工具,因此,如何從眾多的AOI品牌中選擇和使用適合自已要求的AOI光學(xué)自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備,已成為廣大電子制造工作者十分關(guān)心的問(wèn)題。
AOI檢測(cè)設(shè)備原理:當(dāng)自動(dòng)檢測(cè)時(shí),AOI檢測(cè)設(shè)備機(jī)器通過(guò)高清CCD攝像頭自動(dòng)掃描PCBA產(chǎn)品,采集圖像,測(cè)試的檢測(cè)點(diǎn)與數(shù)據(jù)庫(kù)中的合格的參數(shù)進(jìn)行比較,經(jīng)過(guò)圖像處理,檢查出目標(biāo)產(chǎn)品上的缺陷,并通過(guò)顯示器或自動(dòng)標(biāo)志把缺陷顯示/標(biāo)示出來(lái), 供維修人員修整和SMT工程人員改善工藝。
AOI檢測(cè)設(shè)備的大致流程是相同的,多是通過(guò)圖形識(shí)別法。即將AOI系統(tǒng)中存儲(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字化圖像與實(shí)際檢測(cè)到的圖像進(jìn)行比較,從而獲得檢測(cè)結(jié)果。
例如,檢測(cè)某個(gè)焊點(diǎn)時(shí),按照一個(gè)完好的焊點(diǎn)建立起標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字化圖像,與實(shí)測(cè)圖像進(jìn)行比較,檢測(cè)結(jié)果是通過(guò)還是不通過(guò),取決于標(biāo)準(zhǔn)圖像、分辨力和所用檢測(cè)程序。圖形識(shí)別中會(huì)用到各種算法,如求黑占白的比例、彩色、合成、求平均、求和、求差、求平面、求邊角等。
AOI的光線照射有白光和彩色光兩類設(shè)備,白光是用256層次的灰度,彩色是用紅光,綠光,藍(lán)光,光線照射至焊錫/元器件的表面,之后光線反射到鏡頭中,產(chǎn)生二維圖像的三維顯示,來(lái)反映焊點(diǎn)/元器件的高度和色差。人看到和認(rèn)識(shí)物體是通過(guò)光線反射回來(lái)的量進(jìn)行判斷,反射量多為亮,反射量少為暗。AOI與人判斷的原理相同。
AOI從鏡頭數(shù)量來(lái)說(shuō)有單鏡頭和多鏡頭,這只是技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種選擇,很難說(shuō)那種方式就一定好,因?yàn)閱午R頭通過(guò)多個(gè)光源的不同角度照射也能得到很好的檢測(cè)圖像。特別是針對(duì)無(wú)鉛焊接的表面比較粗糙,會(huì)產(chǎn)生形狀不同的焊點(diǎn),容易形成氣泡,并且容易出現(xiàn)零件一端翹立的特點(diǎn),新的AOI設(shè)備也都進(jìn)行了適應(yīng)性的硬件和算法的更新。
AOI檢測(cè)設(shè)備可放置的位置:
雖然AOI可用于生產(chǎn)線上的多個(gè)位置,各個(gè)位置可檢測(cè)特殊缺陷,但AOI檢查設(shè)備應(yīng)放到一個(gè)可以盡早識(shí)別和改正多缺陷的位置。