Процессы очистки и критерии отбора после сборки печатной платы: обеспечение надежности и производительности
Очистка после сборки является критическим шагом в производстве печатных платежей для удаления остатков, которые могут поставить под угрозу электрическую целостность, механическую стабильность или долгосрочную надежность. Остатки потока, отпечатки пальцев, пыль и другие загрязняющие вещества, оставленные после пайки или обработки, могут привести к таким проблемам, как дендритный рост, коррозия или вмешательство сигнала. Ниже приведены ключевые соображения для выбора и реализации эффективных процессов очистки.
Типы остатков и их влияние на
остатки потока производительности печатной платы являются наиболее распространенными загрязнениями, требующими удаления после пайки. В зависимости от типа потока-Rosin на основе (R), водорастворимого (WS) или без чистого (NC)-рестораны варьируются в рамках проводимости и коррозии. Флуки на основе каниформы оставляют непроводящие остатки, но с течением времени могут стать слегка гигроскопическими, что может вызвать токи утечки в схемах с высоким импедансом. Водорастворимые потоки, в то время как легче чистить, могут оставлять ионные остатки, которые ускоряют коррозию, если не полностью удаляются. Никакие потоки предназначены для минимизации образования остатков, но их агенты активации все еще могут представлять риски в чувствительных приложениях, таких как медицинские устройства или высокочастотные схемы.
Другие загрязняющие вещества включают частицы припоя пая, клейкие остатки из компонентной записи и частицы из производственной среды. Они могут мешать конформной адгезии покрытия или создавать короткие цирки при механическом напряжении. Понимание конкретных типов остатков, присутствующих на печатной плате, направляет выбор метода очистки и химии.
Водные системы очистки: Эффективность и применение
Водная чистка использует растворы на водной основе в сочетании с моющими средствами, опонистами или хелатирующими агентами для растворения и эмульсирования остатков. Этот метод очень эффективен для удаления водорастворимых и канизочных потоков, особенно в сочетании с ультразвуковым перемешиванием или системами спрея-эфира. Ультразвуковая чистка использует высокочастотные звуковые волны для создания кавитационных пузырьков, которые вытесняют частицы из труднодоступных областей, такие как под компоненты BGA или висновные спермы. Тем не менее, чрезмерная ультразвуковая энергия может повредить деликатные компоненты или подъемные прокладки на ПХБ высокой плотности, что требует тщательного контроля параметров.
Системы спрей-в эфире прямого под давлением чистящего раствора на поверхность печатной платы, за которыми следуют этапы полоскания и сушки. Эти системы масштабируются для пакетной или встроенной обработки и подходят для производства среднего и высокого объема. Водная очистка требует тщательного полоскания для устранения остатков моющих средств, которые могут привлечь влагу или разхухивать с течением времени. Деионизированная (DI) вода часто используется для полоскания для предотвращения осаждения минералов на поверхности печатной платы.
Полубленная очистка на основе растворителей
Полубленная очистка сочетает в себе агенты на основе растворителей с водой для сбалансировки мощности очистки и экологической безопасности. Эти решения эффективны для удаления нечистых и лишенных лизовых потоков (RMA), предлагая лучшую совместимость с чувствительными компонентами, чем чистые растворители. Полубленные процессы обычно включают в себя погружение или очистку щетки, за которыми следуют полоскание и сушка. Они выгодны для применения для переработки или производства с низким объемом, где гибкость расстанавливается.
Очистка на основе растворителей зависит от органических растворителей, таких как изопропиловый спирт (IPA), углеводороды или фторированные соединения, чтобы растворить остатки без воды. Растворители идеально подходят для удаления отложений или клеев тяжелого потока и часто используются в системах обезжиренного паров, которые перерабатывают пары растворителя для эффективной очистки. Тем не менее, выбор растворителя должен учитывать экологические нормы, опасность для здоровья и совместимость с материалами. Например, некоторые растворители могут набухать или разлагать определенные ламинаты PCB или компонентные уплотнения.
Обезжиривание паров: точная очистка для применений с высокой надежностью применения
пара использует пары нагретого растворителя для конденсации на поверхности печатной платы, растворяя остатки посредством комбинации действия растворителя и механического перемешивания от конденсации пара. Этот метод очень эффективен для очистки комплексных геометрий, таких как тонкие компоненты или сборки со слепыми VIAS, из-за его способности проникать в плотные пространства. Системы обезжиривания паров являются закрытой петлей, минимизируют выбросы растворителя и позволяют восстановить растворитель для повторного использования.
Выбор растворителя в обезжиренном паре зависит от совместимости типа остатка и совместимости материала печатной платы. Обычно используются неплохими растворители, такие как N-пропиловый бромид (NPB) или гидрофлуоруэтерцы (HFE), хотя регуляторные ограничения могут влиять на выбор. Обезжиривание пара является предпочтительным в аэрокосмической, медицинской или автомобильной промышленности, где чистка с нулевым ресурсом является обязательной, а стоимость отказа высока.
Проверка чистоты и оптимизация процесса
После очистки ПХД должны пройти проверку, чтобы обеспечить остатки в приемлемых пределах. Общие методы включают ионную хроматографию для обнаружения ионного загрязнения, удельное сопротивление экстракта растворителя (ROSE) для массовой проводимости и визуального осмотра при увеличении. Тестирование устойчивости к поверхностной изоляции (SIR) оценивает риск развития дендритного роста путем измерения сопротивления между проводящими следами во времени при воздействии влажности.
Оптимизация процесса включает в себя корректировку параметров очистки, таких как температура, интенсивность перемешивания или время задержки на основе результатов проверки. Например, увеличение ультразвуковой мощности может улучшить удаление остатков, но может потребовать более короткого времени воздействия для предотвращения повреждения компонентов. Документирование процедур очистки и поддержание постоянного управления процессом обеспечивает повторяемость и соответствие отраслевым стандартам, таким как IPC-TM-650 или J-STD-001.
Понимая типы остатков, выбирая соответствующие методы очистки и реализуя строгую проверку, производители могут гарантировать, что сборки PCB соответствуют строгим требованиям к чистоте современных электронных применений.
