干冰處理切割側(cè)壁試驗(yàn)
發(fā)布時(shí)間：2022-08-30 所屬分類：【DSjet技術(shù)】閱讀：1335
試驗(yàn)使用的干冰產(chǎn)生設(shè)備，噴射速度范圍為 0~160 mm/s，噴射壓力范圍為 0~0.6 MPa，噴射角度范圍為 0~90。圖 1 為本實(shí)驗(yàn)樣品的側(cè)面示意圖，塑封體樣品通過(guò)真空吸附固定不動(dòng)，由于封裝體的切割分離過(guò)程只對(duì)其側(cè)壁表面噴附雜質(zhì)，上表面基本不受影響，所以設(shè)定封裝體側(cè)壁表面為干冰作用面，干冰噴嘴與封裝體呈一定角度按照給定速度和路徑噴射干冰。實(shí)驗(yàn)用封裝體塑封料的主要添加劑為二氧化硅， 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 80%，二氧化硅顆粒大小約為 25 ?m。整個(gè)封裝體中，環(huán)氧樹(shù)脂的厚度為 825 m。
樣品印制電路板 PCB 中包含 8 層 Cu 布線，PCB 整體厚度為 0.32 mm，每層銅厚度為 0.02 mm。本實(shí)驗(yàn)所用的系統(tǒng)級(jí)封裝體均采用相同的切割條件進(jìn)行分離，保證干冰處理前封裝體表面原始狀態(tài)相同。
使用Keyence VR 2000 進(jìn)行封裝體表面粗糙度測(cè)量，同時(shí)使用 Horiba EMAX 進(jìn)行 EDX 成分分析以探究雜質(zhì)去除情況。
塑封環(huán)氧樹(shù)脂、印刷電路板（PCB）銅層之間的填充材料都不含 Cu，但是在切割分離過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生含 Cu 雜質(zhì)粘附到切割側(cè)壁表面，所以實(shí)驗(yàn)以 Cu 含量代表粘附到切割側(cè)壁的雜質(zhì)含量。封裝體在切割時(shí)，PCB 的阻焊層會(huì)存在微小裂紋，阻焊層受到外力沖擊后有沿微裂紋方向裂開(kāi)破損的風(fēng)險(xiǎn)，因此本實(shí)驗(yàn)在研究干冰對(duì)封裝體側(cè)壁表面雜質(zhì)去除能力的同時(shí)， 也要考慮對(duì)阻焊層的影響。阻焊層的破損程度與單位時(shí)間到達(dá)表面的干冰數(shù)量有關(guān)，影響干冰處理綜合效果的關(guān)鍵參數(shù)有噴射角度、清潔速度和噴射壓力。
為了探究干冰處理對(duì)雜質(zhì)去除量和阻焊層破損影響的規(guī)律，并獲得最優(yōu)的處理效果，實(shí)驗(yàn)采用單一變量法驗(yàn)證：每組試驗(yàn)樣本量為 5 件，分別對(duì)噴射壓力、噴射角度和清洗速度進(jìn)行分析。噴射壓力主要影響作用到側(cè)壁上的干冰的速度和數(shù)量，保證其余參數(shù)不變的情況下，改變噴射壓力為 0.1、0.2、0.3、0.4、0.5 MPa，對(duì)相同初始狀態(tài)的側(cè)壁表面進(jìn)行處理；干冰作用速度代表了干冰噴嘴單位時(shí)間移動(dòng)的距離，主要影響單位時(shí)間內(nèi)作用在切割側(cè)壁干冰數(shù)量，將移動(dòng)速度（10~100 mm/s）分 10 組；噴射角度會(huì)影響干冰作用側(cè)壁沖擊力的方向與大小，將噴射角度（10~ 90）分 9 組進(jìn)行試驗(yàn)。對(duì)每組實(shí)驗(yàn)樣品干冰處理后的表面雜質(zhì)含量和粗糙度進(jìn)行測(cè)量，并統(tǒng)計(jì)阻焊層破損的數(shù)量，通過(guò) SEM 形貌分析各參數(shù)對(duì)表面處理的作用機(jī)理。
