Vergleiche zur PCBA-Reinigung und wie DEZ Bürsten-, Nass- oder Trockeneisreinigung für Flussmittel an THT-, SMD-, LED- und Leistungskomponenten auswählt.
DurchAdministratorEin Kunde stellte mehrere bestückte Leiterplatten mit sichtbaren Rückständen nach dem Löten an Durchsteck-Lötstellen, IC-Anschlüssen, SMD-Gehäusen, LED-Anschlüssen und Leistungskomponenten bereit.
Die Mikroskopbilder zeigen unterschiedliche PCB-Farben und Bauteilstrukturen, doch die meisten Proben weisen dasselbe sichtbare Problem auf: Glänzende oder weiße Rückstände verbleiben um die Lötbereiche und auf dem umgebenden Lötstopplack.
Ziel der Bewertung war nicht, eine einzige Maschine für jede Leiterplatte einzusetzen. Ermittelt werden sollte, welches Reinigungsverfahren am besten zur Lage der Verunreinigung, zur Zugänglichkeit der Bauteile und zum geforderten Ergebnis passt.
DEZ bietet sowohl PCBA-Reinigungsmaschinen und Trockeneis-Reinigungsmaschinen. Zu den verfügbaren Verfahren gehören einseitige Bürstenreinigung, vollständige Nassreinigung und lokale wasserlose Trockeneisreinigung.
Die eingereichten Proben stellten mehrere Reinigungsanforderungen:
Die Bilder zeigen, an welchen Stellen sichtbare Rückstände reduziert wurden. Die Fotos bestimmen jedoch weder die genaue Flussmittelchemie noch liefern sie einen Wert für die ionische Verunreinigung.
Das Reinigungsverfahren muss daher anhand der sichtbaren Befunde und zusätzlicher Produktionsinformationen ausgewählt werden, darunter Flussmitteltyp, Bauteilabstand, Leiterplattenmaterialien, erforderlicher Durchsatz und Abnahmekriterien des Kunden.
Die folgenden drei Maschinen stehen für die wichtigsten Reinigungsverfahren, die für diese Proben bewertet wurden.
Die DEZ-C758 einseitige PCBA-Reinigungsmaschine ist für sichtbare Flussmittelspuren, lose Lotkugeln und Oberflächenpartikel ausgelegt, die sich auf einer zugänglichen Lötseite konzentrieren.
Das Verfahren nutzt einen kontrollierten Auftrag des Reinigungsmittels, mehrdirektionales Nassbürsten, Trockenbürsten und Gebläsetrocknung. Es eignet sich für ebene Lötseiten, die von den Bürsten erreicht werden können, ohne Bauteile oder hervorstehende Strukturen ungeeignet zu berühren.
Die DEZ-C743 Offline-PCBA-Batchreiniger führt chemisches Sprühwaschen, Spülen mit DI-Wasser und Heißlufttrocknung in einer geschlossenen Kammer durch.
Sie ist die wichtigste Wahl, wenn sich die Verunreinigung über bestückte Bereiche erstreckt, mehrere Leiterplattenseiten gereinigt werden müssen oder gelöste Rückstände und Reinigungschemie abgespült werden müssen. Im zweistufigen Korb können mehrere kompatible PCBAs verarbeitet werden.
Die DEZ-C7310 PCBA Trockeneis-Reinigungsmaschine ist eine feste Arbeitsstation für zugängliche Flussmittel-, Kolophonium- und Nacharbeitsrückstände.
Druckluft richtet Trockeneispartikel auf den verunreinigten Bereich. Das Trockeneis löst kompatible Oberflächenablagerungen und sublimiert anschließend, sodass weder eine Wasserspülung noch eine Heißlufttrocknung erforderlich ist.
Das Verfahren eignet sich für lokale Rückstände um freiliegende Lötstellen, Anschlüsse und Bauteile, wenn die Düse direkten Zugang hat und die Baugruppe die Druck- und Materialverträglichkeitsprüfung bestanden hat.
Das obere Foto zeigt einen glänzenden Film um eine Gruppe von Durchsteck-Lötstellen. Die Rückstände erstrecken sich zwischen benachbarten Lötstellen und über den dunklen Lötstopplack.
Das untere Foto zeigt eine Verringerung des großflächigen Oberflächenfilms. Einzelne Lötstellen und die umliegenden Leiterbahnen lassen sich leichter unterscheiden.
Die Verunreinigung konzentriert sich auf einen offenen, relativ ebenen Bereich der Lötseite, der für die Reinigungsbürsten zugänglich erscheint.
Trockeneis eignet sich, wenn der Kunde eine lokale wasserlose Reinigung um freiliegende Lötstellen benötigt oder wenn Flüssigreiniger und anschließende Trocknung nicht erwünscht sind.
Verwenden Sie DEZ-C743, wenn: sich dieselbe Verunreinigung auf beide Seiten erstreckt oder die gesamte Baugruppe gewaschen und mit DI-Wasser gespült werden muss.
Vor der Reinigung umgeben sichtbare Rückstände beide Reihen der IC-Anschlüsse. Zwischen den eng beieinanderliegenden Metallanschlüssen sind kleine glänzende Ablagerungen sichtbar.
Nach der Reinigung sind die Zwischenräume zwischen den Anschlüssen deutlicher und es sind weniger Oberflächenrückstände sichtbar.
Die Rückstände liegen um die Bauteilanschlüsse frei und können möglicherweise mit einer fokussierten Trockeneisdüse behandelt werden. Sprühdruck, Abstand und Winkel müssen am tatsächlichen Gehäuse validiert werden.
Wählen Sie das Nassverfahren, wenn die Verunreinigung unter das Bauteil reichen kann oder wenn der Prozess eine chemische Auflösung mit anschließender DI-Wasserspülung erfordert.
DEZ-C758 wird nicht empfohlen für diesen bestückten Bereich der Bauteilseite, da direkter Bürstenkontakt ungeeignet ist.
Dieser Bereich enthält einen Chipwiderstand, einen kleinen integrierten Schaltkreis und nahegelegene Lötanschlüsse.
Das obere Bild zeigt sichtbare Ablagerungen um die Padkanten. Im unteren Bild sind Bauteilgrenzen und Lötbereiche deutlicher zu erkennen.
Trockeneis eignet sich, wenn die Verunreinigung auf freiliegende Oberflächen um diese Bauteile begrenzt ist und eine lokale wasserlose Reinigung erforderlich ist.
Verwenden Sie die wässrige Chargenreinigung, wenn mehrere PCBA-Modelle vollständig gewaschen, gespült und getrocknet werden müssen oder wenn Rückstände in mehreren Bereichen der Leiterplatte auftreten.
Sichtbare Rückstände umgeben alle drei Lötpads des kleinen SMD-Gehäuses. Der Film erstreckt sich vom Bauteilkörper bis auf den benachbarten Lötstopplack.
Nach der Reinigung erscheinen die Pads deutlicher von der umgebenden PCB-Oberfläche abgegrenzt.
Dies ist eine sehr geeignete Trockeneisanwendung, da die Verunreinigung lokal, freiliegend und um ein zugängliches Bauteilgehäuse angeordnet ist. Sie ähnelt den Rückständen, die beim Bauteilaustausch oder bei lokalen Lötarbeiten entstehen.
Wählen Sie die wässrige Chargenreinigung, wenn dieselben Rückstände über die gesamte PCBA verteilt und nicht auf einen einzelnen Reparaturbereich begrenzt sind.
Das obere Foto zeigt Rückstände um die LED-Anschlüsse und Gehäusekanten. Nach der Reinigung ist der großflächige Oberflächenfilm reduziert.
An den Metallanschlüssen bleiben gewisse Farbabweichungen bestehen. Eine Oberflächenreinigung stellt die Beschichtung nicht wieder her und macht nicht jede durch das Löten verursachte Farbveränderung rückgängig.
Trockeneis ermöglicht direkten Zugang zu den freiliegenden Anschlüssen, ohne Flüssigkeit einzubringen. LED-Gehäuse, Dichtungen und umgebende Materialien müssen dem gewählten Druck, der Düse und dem Arbeitsabstand standhalten.
Verwenden Sie die Nassreinigung, wenn die gesamte LED-Baugruppe gewaschen und gespült werden muss und alle Bauteile mit der Reinigungschemie und den Trocknungsbedingungen kompatibel sind.
Die grüne PCBA weist großflächige weiße Ablagerungen um Bauteilpads, unbestückte Footprints und aufgedruckte Referenzbezeichnungen auf.
Nach der Reinigung ist die Oberfläche deutlich klarer; Padkonturen und Markierungen lassen sich leichter prüfen.
Anhand des Fotos lässt sich nicht feststellen, ob es sich bei der Ablagerung um Flussmittel, getrocknete Reinigungschemie oder eine andere Produktionsverunreinigung handelt.
Eine vollständige chemische Wäsche mit DI-Wasserspülung ist der sicherere erste Weg, wenn die Chemie der Rückstände unbekannt ist und die Verunreinigung einen größeren Leiterplattenbereich bedeckt.
Trockeneis sollte nur gewählt werden, wenn Tests bestätigen, dass die Ablagerung ein zugängliches Oberflächenmaterial ist, das ohne chemische Auflösung oder Spülung getrennt werden kann.
DEZ-C758 ist ungeeignet wenn sich die Verunreinigung auf einer bestückten Oberfläche befindet oder um Strukturen verteilt ist, die die Bürsten nicht erreichen können.
Diese Probe kombiniert eine Leistungsdrossel, größere Lötstellen und kleinere oberflächenmontierte Bauteile.
Vor der Reinigung ist um die größeren Lötstellen ein glänzender Film sichtbar. Das untere Bild zeigt im selben Bereich weniger sichtbare Rückstände.
Trockeneis eignet sich zur lokalen Entfernung von Flussmittel um freiliegende Anschlüsse von Leistungskomponenten, wenn die Düse die verunreinigte Oberfläche erreichen kann.
Verwenden Sie die wässrige Chargenreinigung, wenn Rückstände über die gesamte Baugruppe verteilt sind oder wenn Waschen und Spülen mit DI-Wasser erforderlich sind.
DEZ-C758 ist weniger geeignet auf der bestückten Seite, da die Leistungsdrossel und die unterschiedlichen Bauteilhöhen den Bürstenzugang einschränken.
| Probe | Bauteilstruktur | Hauptprodukt | Alternative |
|---|---|---|---|
| 1 | Offene Durchsteck-Lötseite | DEZ-C758 | DEZ-C7310 oder C743 |
| 2 | Feinrastrige IC-Anschlüsse | DEZ-C7310 | DEZ-C743 |
| 3 | Kleine SMD-Bauteile | DEZ-C7310 | DEZ-C743 |
| 4 | Lokales Gehäuse mit drei Anschlüssen | DEZ-C7310 | DEZ-C743 |
| 5 | LED-Bauteilanschlüsse | DEZ-C7310 nach Prüfung | DEZ-C743 |
| 6 | Weit verbreitete weiße Rückstände | DEZ-C743 | DEZ-C7310 nach Prüfung |
| 7 | Gemischte Leistungsbaugruppe | DEZ-C7310 | DEZ-C743 |
Glänzende Rückstände um Lötstellen und Bauteile können dazu führen, dass eine fertige Baugruppe die optischen Anforderungen nicht erfüllt. Durch das Entfernen des Films lässt sich der Bauteilbereich unter Vergrößerung leichter prüfen.
Manuelles Wischen hängt von Zugänglichkeit, Druck, Chemikalienmenge und Reinigungszeit ab. Zwischen schmalen IC-Anschlüssen, großen Durchsteck-Lötstellen und gemischten Bauteilstrukturen ist ein gleichbleibendes Ergebnis schwer zu erreichen.
Bauteilaustausch und manuelles Löten können Flussmittel in einem begrenzten Reparaturbereich hinterlassen. Trockeneis ist sinnvoll, wenn die Rückstände direkt zugänglich sind und die gesamte Leiterplatte keinem Flüssigprozess unterzogen werden soll.
Wenn Rückstände mehrere Bereiche bedecken oder unter Bauteilen mit geringem Abstand verbleiben können, ermöglicht ein Nassverfahren das Waschen, Spülen mit DI-Wasser und Trocknen der gesamten Baugruppe.
Wenn die Verunreinigung auf eine offene Lötseite begrenzt ist, kann die Bürstenreinigung sichtbare Flussmittelspuren und lose Lotkugeln entfernen, ohne die bestückte Seite zu waschen.
Die sieben Proben zeigen, dass die Angabe „Flussmittelrückstände“ allein nicht für die Auswahl der Anlage ausreicht.
Zwei PCBAs können ähnlich aussehende Verunreinigungen aufweisen, aber aus folgenden Gründen unterschiedliche Maschinen benötigen:
Eine sichtbare Ablagerung auf einer offenen Durchsteck-Lötseite kann sich für Bürsten eignen. Dieselbe Ablagerung zwischen Bauteilanschlüssen kann eine Trockeneis- oder wässrige Sprühreinigung erfordern. Verunreinigungen unter Gehäusen mit geringem Abstand können Waschen und Spülen mit DI-Wasser erfordern.
Diese Mikroskopvergleiche zeigen Veränderungen der sichtbaren Oberflächenverunreinigung. Sie liefern keine Daten zur ionischen Sauberkeit.
Trockeneis- und Bürstenreinigung können zugängliche sichtbare Rückstände entfernen, dürfen jedoch nicht als Nachweis dafür dargestellt werden, dass ein numerischer Grenzwert für ionische Verunreinigung erreicht wurde.
Wenn der Kunde eine ionische Sauberkeit vorgibt, müssen Prüfverfahren und Abnahmewert vor Bestätigung des Prozesses angegeben werden. Wässriges Waschen, kontrolliertes Spülen, Trocknen und anschließende Prüfung können erforderlich sein.
Die sieben Vergleiche zeigen, dass sichtbare Rückstände bei unterschiedlichen PCBA-Strukturen reduziert wurden:
Das Projekt zeigte außerdem, dass die Anlage anhand der Lage der Verunreinigung und der Produktionsanforderung ausgewählt werden muss – nicht allein anhand des Wortes „Flussmittel“.
Senden Sie repräsentative PCBAs mit ihrer tatsächlichen Verunreinigung zusammen mit:
DEZ vergleicht Bürsten-, Nass- und Trockeneisreinigung an der tatsächlichen Leiterplatte und empfiehlt das geeignete Verfahren.
