Як занурювальні нагрівачі PTFE використовуються для гарячого промивання керамічних підкладок для електроніки?

На керамічну підкладку, тверду ізоляційну основу для-потужного світлодіодного модуля чи складної схеми автомобільного датчика, наноситься трафаретний-паст із дорогоцінних металів, а потім випалюється. Після закінчення стрільби рушницю необхідно очистити гарячою надчистою деіонізованою водою, щоб видалити будь-які вільні частинки та іонні залишки. Будь-які металеві забруднення з промивного нагрівача, зокрема рухливі іони, такі як натрій або залізо, осідають на керамічній поверхні, переміщуються під електричним полем і утворюють провідний канал, який замикає крихку ланцюг. Нагрівач для полоскання повинен бути таким же чистим, як і сама вода. Цей важливий етап очищення потребує стабільного введення тепла без металу, яке забезпечується системою промивання керамічної підкладки з нагрівачем PTFE.

Процес гарячого промивання керамічних поверхонь
Використання гарячої DI води
Після спалювання провідникової пасти з трафаретним друком (наприклад, срібла, золота або паладію-срібла) керамічні підкладки зазвичай переміщують до станції промивання гарячою деіонізованою водою. Вода нагрівається до 60–80 градусів (140–176 градусів F), а потім розбризкується або розливається каскадом на субстрати. Гаряча промивка видаляє залишки спікання, керамічний пил і будь-які іонні домішки, які пізніше можуть спричинити електроміграцію або розвиток дендритів. Сама вода має бути найвищої чистоти, як правило, з питомим опором понад 10 МОм·см, щоб не відкладати іони назад на субстрат.

Роль занурювального нагрівача PTFE
Занурювальний нагрівач з PTFE встановлюється безпосередньо в резервуар для деіонізованої води або контур рециркуляції. Оболонка з PTFE повністю інертна до надчистої води та не виділяє жодних іонів металу. На відміну від нагрівачів із -металевою оболонкою (наприклад, з нержавіючої сталі, Incoloy), нагрівач з PTFE не вимиває залізо, хром, нікель, натрій чи будь-які інші речовини у ванну для промивання. Його антипригарна, гладка поверхня також запобігає утворенню будь-якого накипу чи частинок, які відшаровуються на підкладку. Тепло є чистим, надійним і не містить металу, залишаючи керамічну поверхню бездоганно чистою та іонно стерильною для наступного кроку у створенні схеми.

PTFE нагрівач являє собою іонну порожнечу. Тиха, приємна присутність. Додавання лише чистого очищувального тепла до кінцевої ванни, яка омиває основу потужного електричного кола.

Примітка щодо процесу: замкнута система промивання з безперервним введенням
Система гарячого промивання зазвичай завжди є замкнутою рециркуляційною системою для підтримки надвисокої чистоти води для промивання. Вода постійно виштовхується з резервуара для промивання через картридж деіонізації зі змішаним шаром (DI) або модуль електродеіонізації (EDI) і повертається в резервуар. Занурювальний нагрівач з PTFE встановлюється або безпосередньо в резервуар, або в боковий-контур нагріву. Це постійне полірування зберігає питомий опір води вище 10 МОм.см і видаляє будь-які сліди органічних сполук або часток, які можуть надходити з навколишнього повітря або з самих субстратів. Нагрівач потрібно розташувати позаду полірувача DI, щоб жодні потенційні фільтри не могли осідати безпосередньо на поверхні.

Проблеми проектування нагрівачів з ПТФЕ в цьому сервісному санітарному дизайні без щілин
Нагрівач повинен бути розроблений таким чином, щоб він був безпечним для санітарних умов, щоб не допускати розвитку бактерій у теплій, збідненій поживними речовинами воді. Самі по собі бактерії не є великою проблемою для очищення електроніки, але біоплівки можуть затримувати частинки та спричиняти локальні іонні градієнти. Оболонка з PTFE є гладкою та не-пористою, а всі монтажні інтерфейси (наприклад, фланець стінки резервуару або термогільза) побудовані із заокругленими кутами та компресійними ущільненнями, без застійних кишень. Немає знімних частин, однак використовується поверх-оболонка з ПТФЕ, зварена або відлита як єдине ціле.

Регулювання температури та стабільність
Температура полоскання зазвичай регулюється на ±2 градуси. Термопара або RTD з оболонкою з PTFE встановлюються безпосередньо поряд з нагрівачем або в окремій термогільзі. ПІД-регулятор підтримує задане значення, зазвичай між 70 і 80 градусами, для найкращого видалення органічних відходів без надмірного випаровування. Вища температура призведе до збільшення втрат на випаровування та концентрації іонних частинок, підриваючи мету надчистого промивання.

Стійкість до термічного циклу
Система промивання є періодичною, і нагрівач можна вимикати та вмикати. ПТФЕ дуже стійкий до термічної втоми, і правильно сконструйований занурювальний нагрівач (з щільним приляганням між нагрівальним елементом і оболонкою з ПТФЕ) витримає десятки тисяч циклів без руйнування чи розшарування.

Порівняння з іншими методами обігріву
Метод нагрівання Вилуговування іонами металу Стійкість до корозії Утворення накипу Сумісність із промивкою Ultrapure
Ptfe Dip Heater Немає Добре Немає (-антипригарний) Відмінно
Занурювальний нагрівач із нержавіючої сталі Fe, Cr, Ni, Mn Хороший (але може виникати в хлоридах) Помірний Не бажаний для високої чистоти
Занурювальний нагрівач (Incoloy, Ni-Cr-Fe) Ni, Cr, FeДуже добре Помірно Не підходить
Зовнішній теплообмінник (паровий або з PFA-футеруванням)0 (за умови, що всі змочені частини є PFA/PTFE) ВідміннийНизький Підходить, але менш ефективний
Інфрачервоне або мікрохвильове нагрівання НіНе застосовується Не застосовуєтьсяНеможливо для наливних вантажів
Занурювальний нагрівач з PTFE – це пряме, енергоефективне, компактне рішення, набагато простіше, ніж теплообмінник із зовнішнім покриттям, і набагато чистіше, ніж будь-який металевий нагрівач.

Забезпечення якості та підтвердження
У типовому виробництві електроніки іонне забруднення регулярно контролюється в системі промивання. Зразок гарячої DI води аналізується за допомогою іонної хроматографії (IC) перед і після нагрівача. Не повинно бути збільшення межі виявлення (зазвичай<0.1 ppb) in any metal ion (sodium, potassium, calcium, iron, copper, etc.) in the PTFE heater. The heater also has periodic megohm testing to ensure that the sheath insulation resistance stays high (>100 МОм), щоб запобігти витоку електричного струму у воду для промивання та спричиненню електролітичного забруднення.

Висновок Чисте тепло для чистих поверхонь
Занурювальний нагрівач з PTFE є чистим, -забруднювальним і надійним джерелом тепла для очищення керамічних електронних підкладок, що забезпечує іонну чистоту, яка є основою довгострокової надійності схеми. Він пропонує біологічно інертну теплу воду без металу, накипу для підготовки керамічної поверхні до наступної металізації, прикріплення матриці чи склеювання дроту без ризику струмів витоку чи поломки пристрою. На найчистіших і найчистіших поверхнях виробляється найпотужніша електроніка. PTFE-нагрівач безшумно забезпечує тепло, яке забезпечує таку чистоту.