Comparaciones de limpieza de PCBA y cómo DEZ selecciona limpieza con cepillos, acuosa o con hielo seco para fundente alrededor de componentes THT, SMD, LED y de potencia.
Un cliente proporcionó varias placas de circuito ensambladas con residuos visibles posteriores a la soldadura alrededor de uniones de orificio pasante, terminales de CI, encapsulados SMD, terminales LED y componentes de potencia.
Las imágenes microscópicas muestran distintos colores de PCB y estructuras de componentes, pero la mayoría de las muestras comparte un problema visible: quedan residuos brillantes o blancos alrededor de las zonas soldadas y sobre la máscara de soldadura circundante.
El objetivo de la evaluación no era aplicar una sola máquina a todas las placas, sino determinar qué método de limpieza se ajustaba mejor a la ubicación de la contaminación, la accesibilidad de los componentes y el resultado requerido.
DEZ ofrece tanto Máquinas de limpieza de PCBA y máquinas de limpieza con hielo seco. Los procesos disponibles incluyen cepillado por una cara, lavado acuoso completo y limpieza local sin agua con hielo seco.
Las muestras enviadas presentaban varios retos de limpieza:
Las imágenes confirman dónde se redujeron los residuos visibles. Sin embargo, las fotografías no identifican la química exacta del fundente ni proporcionan un valor de contaminación iónica.
Por tanto, el método de limpieza debe seleccionarse a partir de la evidencia visible y de información adicional de producción, como el tipo de fundente, la separación bajo los componentes, los materiales de la placa, el rendimiento requerido y los criterios de aceptación del cliente.
Las tres máquinas siguientes representan los principales métodos de limpieza evaluados para estas muestras.
La Máquina de limpieza de PCBA DEZ-C758 de un solo lado está diseñada para marcas visibles de fundente, bolas de soldadura sueltas y residuos superficiales concentrados en una cara de soldadura accesible.
El proceso utiliza una aplicación controlada del agente limpiador, cepillado húmedo multidireccional, cepillado en seco y secado con ventilador. Es adecuado para superficies planas de la cara de soldadura a las que los cepillos pueden acceder sin contacto inadecuado con componentes o estructuras salientes.
La DEZ-C743 limpiador de lotes para PCBA fuera de línea realiza lavado químico por aspersión, enjuague con agua DI y secado con aire caliente dentro de una cámara cerrada.
Es la opción principal cuando la contaminación se extiende por zonas con componentes, deben limpiarse varias caras de la placa o es necesario enjuagar los residuos disueltos y la química de limpieza. Se pueden procesar varias PCBA compatibles en la cesta de dos niveles.
La Máquina de limpieza con hielo seco DEZ-C7310 PCBA es una estación de trabajo fija para fundente, colofonia y residuos de retrabajo accesibles.
El aire comprimido dirige partículas de hielo seco hacia la zona contaminada. El hielo seco separa los depósitos superficiales compatibles y después se sublima, por lo que el proceso no requiere una etapa de enjuague con agua ni de secado con aire caliente.
Es adecuado para residuos locales alrededor de uniones, terminales y componentes expuestos cuando la boquilla tiene acceso directo y el conjunto ha superado las pruebas de presión y compatibilidad de materiales.
La fotografía superior muestra una película brillante alrededor de un grupo de uniones de soldadura de orificio pasante. Los residuos se extienden entre uniones adyacentes y sobre la máscara de soldadura oscura.
La fotografía inferior muestra una reducción de la película superficial extensa. Las uniones individuales y las pistas circundantes se distinguen con mayor facilidad.
La contaminación se concentra en una zona abierta y relativamente plana de la cara de soldadura, que parece accesible para los cepillos de limpieza.
El hielo seco es adecuado cuando el cliente necesita limpieza local sin agua alrededor de uniones expuestas o cuando no se prefiere utilizar limpiador líquido y secado posterior.
Utilice DEZ-C743 cuando: la misma contaminación se extiende a ambas caras o el conjunto completo requiere lavado y enjuague con agua DI.
Antes de la limpieza, los residuos visibles rodean ambas filas de terminales del CI. Se observan pequeños depósitos brillantes entre las terminaciones metálicas poco separadas.
Después de la limpieza, los espacios entre los terminales están más claros y se observan menos residuos superficiales.
Los residuos están expuestos alrededor de los terminales del componente y pueden tratarse con una boquilla de hielo seco focalizada. La presión de pulverización, la distancia y el ángulo deben validarse en el encapsulado real.
Elija el método acuoso si la contaminación puede extenderse por debajo del componente o si el proceso requiere disolución química seguida de enjuague con agua DI.
No se recomienda DEZ-C758 para esta zona de la cara con componentes porque el contacto directo de los cepillos no es adecuado.
Esta zona contiene una resistencia chip, un pequeño circuito integrado y terminaciones soldadas cercanas.
La imagen superior muestra depósitos visibles alrededor de los bordes de los pads. En la imagen inferior, los límites de los componentes y las zonas soldadas están definidos con mayor claridad.
El hielo seco es adecuado cuando la contaminación se limita a las superficies expuestas alrededor de estos componentes y se requiere limpieza local sin agua.
Utilice limpieza acuosa por lotes cuando varios modelos de PCBA requieran lavado, enjuague y secado completos, o cuando haya residuos en varias zonas de la placa.
Los residuos visibles rodean los tres pads soldados del pequeño encapsulado SMD. La película se extiende desde el cuerpo del componente hasta la máscara de soldadura cercana.
Después de la limpieza, los pads aparecen más claramente separados de la superficie circundante de la PCB.
Esta es una aplicación muy adecuada para el hielo seco porque la contaminación es local, está expuesta y se encuentra alrededor de un encapsulado accesible. Se parece al tipo de residuo generado durante la sustitución de componentes o los trabajos de soldadura local.
Seleccione la limpieza acuosa por lotes cuando el mismo residuo esté distribuido por toda la PCBA en lugar de limitarse a una zona de reparación.
La fotografía superior muestra residuos alrededor de los terminales LED y los bordes del encapsulado. Después de la limpieza, se reduce la película superficial extensa.
Permanece cierta variación de color en las terminaciones metálicas. La limpieza superficial no restaura el recubrimiento ni revierte todos los cambios de color causados por la soldadura.
El hielo seco permite acceder directamente a los terminales expuestos sin introducir líquido. El encapsulado LED, los sellos y los materiales circundantes deben soportar la presión, la boquilla y la distancia de trabajo seleccionadas.
Utilice limpieza acuosa cuando el conjunto LED completo requiera lavado y enjuague y todos los componentes sean compatibles con la química de limpieza y las condiciones de secado.
La PCBA verde presenta abundantes depósitos blancos alrededor de los pads de componentes, las huellas sin montar y las referencias impresas.
Después de la limpieza, la superficie está considerablemente más clara y los contornos de los pads y las marcas son más fáciles de inspeccionar.
La fotografía no permite determinar si el depósito es fundente, química de limpieza seca u otro contaminante de producción.
Un lavado químico completo y un enjuague con agua DI constituyen la vía inicial más segura cuando se desconoce la química de los residuos y la contaminación cubre una zona más amplia de la placa.
El hielo seco solo debe seleccionarse si las pruebas confirman que el depósito es un material superficial accesible que puede separarse sin disolución química ni enjuague.
DEZ-C758 no es adecuado si la contaminación está en una superficie con componentes o distribuida alrededor de estructuras a las que los cepillos no pueden acceder.
Esta muestra combina un inductor de potencia, uniones de soldadura más grandes y componentes de montaje superficial más pequeños.
Antes de la limpieza se observa una película brillante alrededor de las uniones más grandes. La imagen inferior muestra menos residuos visibles en la misma zona.
El hielo seco es adecuado para eliminar localmente fundente alrededor de uniones expuestas de componentes de potencia cuando la boquilla puede alcanzar la superficie contaminada.
Utilice limpieza acuosa por lotes cuando los residuos estén distribuidos por todo el conjunto o cuando se requieran lavado y enjuague con agua DI.
DEZ-C758 es menos adecuado en la cara con componentes porque el inductor de potencia y las distintas alturas de los componentes limitan el acceso de los cepillos.
| Muestra | Estructura de los componentes | Producto principal | Alternativa |
|---|---|---|---|
| 1 | Cara de soldadura abierta de orificio pasante | DEZ-C758 | DEZ-C7310 o C743 |
| 2 | Terminales de CI de paso fino | DEZ-C7310 | DEZ-C743 |
| 3 | Componentes SMD pequeños | DEZ-C7310 | DEZ-C743 |
| 4 | Encapsulado local de tres terminales | DEZ-C7310 | DEZ-C743 |
| 5 | Terminales de componentes LED | DEZ-C7310 después de las pruebas | DEZ-C743 |
| 6 | Residuos blancos generalizados | DEZ-C743 | DEZ-C7310 después de las pruebas |
| 7 | Conjunto mixto de potencia | DEZ-C7310 | DEZ-C743 |
Los residuos brillantes alrededor de uniones y componentes pueden hacer que un conjunto terminado no cumpla los requisitos de apariencia. Eliminar la película facilita la inspección ampliada de la zona de componentes.
La limpieza manual depende del acceso del operario, la presión, la cantidad de producto químico y el tiempo de limpieza. Es difícil obtener el mismo resultado entre terminales estrechos de CI, grandes uniones de orificio pasante y estructuras mixtas de componentes.
La sustitución de componentes y la soldadura manual pueden dejar fundente alrededor de una zona de reparación limitada. El hielo seco es apropiado cuando los residuos son directamente accesibles y la placa completa no debe someterse a un proceso líquido.
Cuando los residuos cubren varias zonas o pueden permanecer alrededor de componentes con poca separación, un proceso acuoso proporciona lavado, enjuague con agua DI y secado de todo el conjunto.
Cuando la contaminación se limita a una cara de soldadura abierta, la limpieza con cepillos puede eliminar marcas visibles de fundente y bolas de soldadura sueltas sin lavar la cara con componentes.
Las siete muestras demuestran que la información «residuos de fundente» no es suficiente para seleccionar el equipo.
Dos PCBA pueden presentar una contaminación de aspecto similar, pero requerir máquinas diferentes debido a:
Un depósito visible en una cara de soldadura abierta de orificio pasante puede ser adecuado para cepillos. El mismo depósito entre terminales de componentes puede requerir hielo seco o limpieza acuosa por aspersión. La contaminación bajo encapsulados con poca separación puede requerir lavado y enjuague con agua DI.
Estas comparaciones microscópicas muestran cambios en la contaminación superficial visible. No proporcionan datos de limpieza iónica.
El hielo seco y la limpieza con cepillos pueden eliminar residuos visibles accesibles, pero no deben presentarse como prueba de que se ha alcanzado un límite numérico de contaminación iónica.
Cuando el cliente especifica limpieza iónica, deben facilitarse el método de ensayo y el valor de aceptación antes de confirmar el proceso. Pueden ser necesarios lavado acuoso, enjuague controlado, secado y pruebas posteriores.
Las siete comparaciones muestran que los residuos visibles se redujeron en diferentes estructuras de PCBA:
El proyecto también demostró que el equipo debe seleccionarse según la ubicación de la contaminación y los requisitos de producción, no solo por la palabra «fundente».
Envíe PCBA representativas con su contaminación real junto con:
DEZ comparará la limpieza con cepillos, acuosa y con hielo seco utilizando la placa real y recomendará el proceso adecuado.
