Контроль качества влагозащитных покрытий
При контроле качества влагозащитных покрытий ЭМ применяют прямые и косвенные методы. Прямыми методами определяют присутствие органических и неорганических поверхностных загрязнений непосредственно на ЭМ, а косвенные основаны на экстрагировании загрязнений с последующим анализом полученных продуктов физико-химическими или физическими методами. Критерием хорошего качества очистки (обезжиривания) ЭМ от неорганических загрязнений, согласно работе, является их содержание не более 1,5 мкг/см2, в случае поверхностного монтажа - на порядок выше. Основными методами исследования и контроля в данном случае служат электронная спектроскопия для химического анализа (ЭСХА) и рентгеноструктурный микроанализ (РСМА).
В настоящее время отсутствуют количественные показатели наличия на обезжиренной поверхности ЭМ органических загрязнений; считается, что их не должно быть. Основными методами контроля качества очистки (обезжиривания) от флюсов, консервационных материалов и других загрязнений служат визуальный осмотр, люминесцентный метод, нефелометрирование, качественная реакция и кондуктометрический метод. В табл. кратко охарактеризованы широко применяемые в отечественной практике методы контроля органических загрязнений.
ВНИТИприбором разработан комплект специальных устройств для контроля качества финишной очистки ПП и ЭМ. Так, для бесконтактной оценки качества чистоты отмывки ЭМ от спирто-канифольных флюсов типа (ФКСп, ФКЭт и др.) разработано устройство контроля качества лакирования и обезжиривания УККЛиО, которое имеет многоцелевое назначение, т. е. позволяет оценить качество обезжиривания поверхности деталей перед получением как лакокрасочных, так и гальванических покрытий, а также перед вулканизацией, термообработкой и склеиванием. Кроме того, данное устройство позволяет оценить сплошность влагозащитного покрытия на основе люминесцирующих лаков УР-231, ЭП-730 и др. Аналогичное устройство контроля качества обезжиривания УККО-1 (293.0.2.778.005ТУ) предназначено в основном для бесконтактной оценки качества чистоты поверхности изделий на финишных операциях их очистки перед влаго-защитой.
Работа обоих устройств основана на эффекте люминесценции контролируемых веществ под действием УФО. Концентрация веществ определяется визуально по эталону. Устройства допускают одновременную работу в режиме контроля чистоты поверхности и дефектоскопии, Они эксплуатируются в затемненном производственном взрывобезопасном помещении с контуром заземления при температуре окружающей среды 15—30 °С и относительной влажности воздуха 40—60 %. В состав устройств входят фонари с источниками УФО, набор контрольных элементов, защитные и увеличительные средства (светофильтры Ж-4, монокуляры и пр.). Фонари, как правило, представляют собой переносные конструкции с приспособлением для крепления источников УФО и самого фонаря на объекте, а также специальные плафоны для фокусирования излучения ламп. Набор эталонов содержит металлические планки с углублениями, имеющие определенное количество жировых загрязнений, а также чистые эталоны, приготовляемые непосредственно на месте предприятиями-потребителями.
Фонарь с лампой ДРУФ применяется для контроля легкодоступных внешних и внутренних поверхностей деталей (изделий) и позволяет выявлять остатки жировых загрязнений в концентрации 10"5 -10“ 6 г/см2. При работе с лампой ДРУФ необходимо пользоваться очками с желтыми светофильтрами типа Ж-4 (ГОСТ 9411—75). фонарь с лампой УФО-4А применяется для контроля труднодоступных поверхностей и позволяет выявлять загрязнения в концентрации 10”2—10~3 г/см2.
Работа на устройствах УККЛиО и УККО-1 заключается в подготовке эталонов требуемых загрязнений, включении и прогреве заземленного устройства (время прогрева ламп ДРУФЗ - 10 мин, ламп УФО - 2 мин), контроле чистоты поверхности изделия на расстоянии фонаря 30—100 мм от поверхности и отключении устройства от сети.
При наличии загрязнений сверх допустимых пределов (по степени свечения органических соединений) проводится дополнительная финишная очистка (обезжиривание) ЭМ. Из средств люминесцентного контроля предприятия применяют серийно выпускаемый высокоинтенсивный ультрафиолетовый УФ-осветитель КФ-4 (ТУ 3-3.1938—85). В состав осветителя входят ртутно-кварцевая лампа сверхвысокого давления ДРК-120 с цилиндрическим хромированным отражателем, заключенным в корпус, а также блок питания для стабилизации тока в лампах и ком плект светофильтров для получения УФ-излучения в узких спектральных зонах в широком диапазоне длин волн. На некоторых предприятиях для контроля чистоты отмывки конкретных изделий (например, соединителей) осветитель КФ-4 модернизировали и „привязали” непосредственно к рабочему месту монтажника радиоаппаратуры. Отличительной особенностью осветителя КФ-4 от устройств контроля типа УККО является быстрота измерений в диапазоне волн 270—500 нм и компактность прибора. Однако необходимость применения ручного труда при изготовлении эталонов и проведении контроля, а также невысокие надежность и сопоставимость результатов измерений не позволяют широко использовать устройства типа УККО в производстве РЭС.
В настоящее время отсутствуют надежные инструментальные экс- пресс-методы неразрушающего контроля защитных свойств влагозащитных покрытий. Поэтому ОСТ 107.9.4001—88 регламентирует визуальный осмотр внешнего вида покрытий при дневном или искусственном рассеянном свете в помещении с освещенностью не менее 300 лк на расстоянии 0,3 м от изделия. Качество влагозащитного покрытия после испытаний оценивают по 5-балльной системе — оно должно быть не более 4 балла согласно ГОСТ 9.407—84.
Нами разработаны методы количественной оценки защитных свойств ЛКП [а. с. 834462, 947715 СССР]. Согласно одному из них используют стандартные МСБ (рис. 9). На столовую подложку 7 в вакууме напыляют металл и затем методом фотолитографии получают токопроводящие шины с площадками 5. Подложку с помощью клея укрепляют в корпусе МСБ 8 с жесткими выводами 3, которые соединяются с площадками шин 5 проводником 4 с помощью термокомпрессионной сварки. Выводы корпуса 3 через специальное приспособление с переключателем 2 подключают к измерительному прибору 1. На поверхность токопроводящих шин наносят систему ЛКП и всю микросборку помещают в коррозионно-активную среду. Через определенные интервалы времени измеряют электрическое сопротивление металла под покрытием. О защитных свойствах ЛКП судят по резкому возрастанию сопротивления в результате проникновения агрессивной среды через покрытие и образования продуктов коррозии на металле или его растворения. На рис. 10 приведены сравнительные характеристики защитных свойств покрытия из орган дисперсии пентапласта [ а. с. 726220 СССР], из которого видно, что уже через 5—7 сут. испытаний происходят резкие изменения защитных свойств.
Получение покрытий с максимальными защитными, адгезионными, электроизоляционными и физико-механическими свойствами возможно, по нашему мнению, при формировании оптимального состава и структуры промежуточного слоя на границе раздела лакируемое изделие — полимерное покрытие. Наибольшая адгезионная прочность достигается при образовании в этом слое соединений с химической связью металл—полимер. В работе методом ЭСХА в таком промежуточном слое были обнаружены металлорганические соединения, определяющие защитные свойства ЛКП.
В значительной степени качество влагозащитного покрытия зависит от его толщины. Как правило, этот параметр, как и электроизоляционные и физико-механические свойства покрытий, на готовых ЭМ не контролируются, а гарантируются строгим соблюдением режимов технологических процессов. Тем не менее оптимальная толщина ЛКП (35— 60 мкм) регламентирована НТД для обеспечения требуемых защитных свойств. Проблема осложняется тем, что практически нет приборов контроля толщины покрытий на тонких выводах, криволинейной поверхности, диэлектриках. Существующие и разрабатываемые приборы и установки (например, толщин меры МТ-10НЦ, ВТ-50НЦ, ИТП-1, МТА-2М, 54-334, сверх частотный измеритель толщины СИТ-1, интерферометр МИИ-4У-42 и др.) требуют либо специальных эталонов, либо имеют ограниченную область применения.
Наиболее приемлемым прибором неразрушающего контроля толщины лаковых покрытий на металлах и диэлектриках является установка высшей точности для воспроизведения единицы длины типа УВТ. На этой установке можно также определять Сплошность ЛКП и фиксировать дефекты в пленке (пузыри и др.). Пределы измерений толщины — от 5 до 100 мкм, относительная погрешность измерений ±4%. Установка может работать как в ручном, так и в автоматическом режиме. Высокая прецизионность измерений и производительность позволяют использовать установку УВТ непосредственно в сборочных цехах при влаго-защите изделий РЭС IV поколения.