Sníh pro dobrá spojení

Drátové spojování je jako technika kontaktování etablováno v polovodičovém průmyslu a mikroelektronice. Předpokladem pro dobrá spojení jsou čisté povrchy odpovídající potřebám. (Zdroj obrázku: Bond-IQ)

Pomocí čištění sněhovou tryskou lze velmi efektivně odstranit filmové – zde otisk prstu – a částicové kontaminace na plošných spojích (vlevo: kontaminovaný povrch, vpravo: povrch po čištění). (Zdroj obrázku: Bond-IQ)

Díky spolupráci čtyř mechanismů účinku je čištění účinné a rychlé a zároveň šetrné. Automatizovaný a začleněný do výroby proces zajišťuje homogenní a reprodukovatelné výsledky. (Obrázkový zdroj: acp Systems)

Veškeré zbytky tavidla jsou zcela a bezpečně odstraněny z desky plošných spojů, aniž by byla narušena struktura PCB. (Zdroj obrázku: acp systems)

Drátové spojování je zavedenou technologií spojování v polovodičovém průmyslu a mikroelektronice. A zda vznikají vysoce kvalitní a odolná spojení, závisí zásadně na čistotě povrchů spojovacích bodů. Suchá a škálovatelná technologie řezacího paprsku quattroClean zajišťuje procesně bezpečnou a ekonomickou požadovanou čistotu a lze ji přizpůsobit automatizaci podle potřeby.

Jako standardní metoda elektrického kontaktování v konstrukční a spojovací technice se drátové spojování osvědčilo již 70 let v širokém spektru použití. Rozsah sahá od polovodičové technologie, mikroelektroniky a optických komponent přes automobily, spotřební výrobky, MEMS a průmyslové senzory až po speciální úkoly, jako je spojování bateriových článků pro elektromobilitu, akumulátorové nástroje a energetické uložiště. „Obecně se drátové spojování dělí do tří velkých skupin. Dvě z nich jsou tenké drátové metody, při nichž se podle použití zpracovávají dráty z zlata, stříbra, hliníku nebo mědi s průměrem od 18 do 50 µm. Třetí skupina je hrubé drátové spojování s dráty o průměru od 100 do 500 µm,“ konkretizuje Stefan Schmitz, jednatel společnosti Bond-IQ GmbH. Poradenská společnost v oblasti drátového spojování je iniciátorem průmyslového projektu Surf:Guide. Cílem projektu je vypracovat průvodce týkající se čistoty a stavu povrchů spojovacích bodů, který bude sloužit jako základ pro vytvoření průmyslově uznávaného mezinárodního standardu.

Čistota – klíčový faktor kvality

Protože tvorba spojení probíhá jak u tenkých, tak u hrubých drátů v nanometrovém rozsahu, musí být spojované kovy uvedeny do atomárního odstupu od sebe. V souladu s tím mohou kontaminace nebo mezivrstvy již v rozmezí 5 až 10 nm bránit procesu spojování. Jde například o otisky prstů, vytékající lepidla, zbytky tavidla, úniky plynů z lepidel a jiných polymerů, prach, oxidy nebo zbytky z především mokrých chemických čištění. „Opticky viditelné kontaminace jsou kritické pro spojování. Pokud tyto nečistoty po čištění již opticky nejsou patrné, je povrch spojovacího bodu obvykle dostatečně čistý. To lze obvykle zjistit pomocí mikroskopu a srovnáním před a po čištění. I to může zvýšit úspěšnost až třikrát až čtyřikrát,“ vysvětluje Stefan Schmitz.

Metody čištění povrchů spojovacích bodů

Klasicky se povrchy spojovacích bodů stále čistí mokrými chemickými metodami s rozpouštědly nebo vodními médii, které vyžadují energeticky náročné sušení. Plazmové čištění lze použít při tenkých, známých a velmi specifických kontaminacích. Další alternativou je laserové čištění. „U velmi citlivých povrchů, například v mikroelektronice, je však nejprve nutné sladit náklady na laserový systém a vhodnou laserovou technologii,“ popisuje Stefan Schmitz. „V současném zájmu průmyslu je technologie čištění řezacím paprskem quattroClean, protože umožňuje odstranit i silně přilnavé, ztvrdlé nečistoty.“

Suché, cílené a udržitelné čištění

Škálovatelná a čistírnám odolná technologie řezacího paprsku quattroClean je suchou metodou čištění pro plošné i lokální použití. Metoda je vhodná pro opakovatelné odstraňování částicových nečistot až do submikrometrového rozsahu a filmových kontaminací až po nanolayer. Jako čistící médium používá technologie quattroClean tekutý oxid uhličitý, recyklovaný z chemických výrobních procesů a výroby energie z biomasy. Je veden přes flexibilní, odolnou dvousložkovou kruhovou trysku a při výstupu se uvolňuje do jemných sněhových krystalů, které jsou shromažďovány samostatným tlakem vzduchu a s přepětím rychlosti nadzvukové rychlosti jsou aplikovány na čištěný povrch. Čisticí účinek je založen na kombinaci tepelného, mechanického, rozpouštědlového a sublimace efektu. Protože krystalický oxid uhličitý během procesu úplně sublimuje, jsou ošetřené plochy suché. Odstraněné nečistoty jsou odsávány spolu s procesním plynem, čímž je zabráněno zpětnému znečištění povrchů a kontaminaci okolí. Ve spojení s procesním plynem od Linde má efektivní technologie quattroClean certifikát Green Screen pro čističe a odstraňovače oleje od organizace Clean Production Action.

Čisticí technologie pro široké spektrum použití

Nízká tvrdost jemných sněhových krystalů umožňuje čištění i velmi citlivých a jemně strukturovaných povrchů. To otvírá technologii řezacího paprsku quattroClean velmi široké možnosti použití. Metoda je mimo jiné vhodná pro odstraňování tavidel a zbytků pájení na PCB a PCBA, odstraňování chemických a částicových nečistot na spojovacích ploškách a čištění bateriových článků před kontaktem. „U tištěných spojů, kde je často přítomna směs organických zbytků, jako jsou tuky, otisky prstů, tavidla nebo zbytky mokrých chemických čištění, lze metodu velmi efektivně využít. Výborné výsledky jsme dále dosáhli u polovodičů a u krytů pocházejících z galvanických nebo jiných mokrých chemických procesů,“ uvádí Stefan Schmitz. K tomu přispívá i relativně jednoduchá automatizace čištění nebo její integrace do výrobních linek. „To přináší dvě výhody. Automatizované čištění zajišťuje opakovatelně homogenní výsledky. Pokud je čištění začleněno do výrobního procesu, lze čerstvě vzniklé nečistoty přímo odstranit, než se stanou větším problémem kvůli skladování,“ doplňuje Stefan Schmitz.

Společnost acp systems AG představí na veletrhu Electronica, který se uskuteční od 10. do 13. listopadu 2026 v Mnichově (Německo), v hale A2, stánek 112.