Confronti sulla pulizia PCBA e su come DEZ abbina la pulizia a spazzole, ad acqua o con ghiaccio secco al flussante attorno a componenti THT, SMD, LED e di potenza.
Un cliente ha fornito diverse schede assemblate con residui visibili dopo la saldatura attorno a giunti a foro passante, terminali IC, package SMD, terminali LED e componenti di potenza.
Le immagini al microscopio mostrano colori del PCB e strutture dei componenti differenti, ma la maggior parte dei campioni presenta lo stesso problema visibile: residui lucidi o bianchi restano attorno alle aree saldate e sulla maschera di saldatura circostante.
Lo scopo della valutazione non era applicare una sola macchina a ogni scheda, ma determinare quale metodo di pulizia si adattasse meglio alla posizione della contaminazione, all'accessibilità dei componenti e al risultato richiesto.
DEZ fornisce sia Macchine per la pulizia delle PCBA e macchine per la pulizia a ghiaccio secco. I processi disponibili includono spazzolatura su un solo lato, lavaggio completo ad acqua e pulizia locale senza acqua con ghiaccio secco.
I campioni inviati presentavano diverse difficoltà di pulizia:
Le immagini confermano dove i residui visibili sono stati ridotti. Tuttavia, le fotografie non identificano l'esatta composizione chimica del flussante né forniscono un valore di contaminazione ionica.
Il metodo di pulizia deve quindi essere scelto considerando sia le evidenze visibili sia ulteriori informazioni di produzione, tra cui tipo di flussante, distanza sotto i componenti, materiali della scheda, produttività richiesta e criteri di accettazione del cliente.
Le tre macchine seguenti rappresentano i principali metodi di pulizia valutati per questi campioni.
La Macchina per la pulizia PCBA DEZ-C758 a lato singolo è progettata per segni visibili di flussante, sfere di saldatura libere e detriti superficiali concentrati su un lato saldature accessibile.
Il processo utilizza l'applicazione controllata del detergente, spazzolatura umida multidirezionale, spazzolatura a secco e asciugatura a ventola. È adatto a superfici piane del lato saldature raggiungibili dalle spazzole senza contatti inadeguati con componenti o strutture sporgenti.
La DEZ-C743 pulitore per batch PCBA offline esegue lavaggio chimico a spruzzo, risciacquo con acqua DI e asciugatura ad aria calda all'interno di una camera chiusa.
È la scelta principale quando la contaminazione si estende su aree popolate, devono essere puliti più lati della scheda oppure occorre risciacquare i residui disciolti e la chimica di pulizia. Nel cestello a due livelli è possibile trattare più PCBA compatibili.
La Macchina per pulizia a ghiaccio secco DEZ-C7310 PCBA è una postazione fissa per flussante, colofonia e residui di rilavorazione accessibili.
L'aria compressa dirige le particelle di ghiaccio secco verso l'area contaminata. Il ghiaccio secco separa i depositi superficiali compatibili e poi sublima, quindi il processo non richiede risciacquo con acqua né asciugatura ad aria calda.
È adatto a residui locali attorno a giunti, terminali e componenti esposti quando l'ugello ha accesso diretto e l'assieme ha superato le prove di pressione e compatibilità dei materiali.
La fotografia superiore mostra una pellicola lucida attorno a un gruppo di giunti saldati a foro passante. I residui si estendono tra giunti adiacenti e sulla maschera di saldatura scura.
La fotografia inferiore mostra una riduzione dell'ampia pellicola superficiale. I singoli giunti saldati e le piste circostanti sono più facili da distinguere.
La contaminazione è concentrata su un'area aperta e relativamente piana del lato saldature, apparentemente accessibile alle spazzole di pulizia.
Il ghiaccio secco è adatto quando il cliente richiede una pulizia locale senza acqua attorno ai giunti esposti o quando non si preferiscono detergente liquido e successiva asciugatura.
Utilizzare DEZ-C743 quando: la stessa contaminazione si estende su entrambi i lati oppure l'intero assieme richiede lavaggio e risciacquo con acqua DI.
Prima della pulizia, residui visibili circondano entrambe le file di terminali IC. Tra le terminazioni metalliche ravvicinate sono visibili piccoli depositi lucidi.
Dopo la pulizia, gli spazi tra i terminali sono più chiari e sono visibili meno residui superficiali.
I residui sono esposti attorno ai terminali del componente e possono essere trattati con un ugello concentrato per ghiaccio secco. Pressione di spruzzo, distanza e angolo devono essere convalidati sul package reale.
Scegliere il metodo ad acqua se la contaminazione può estendersi sotto il componente o se il processo richiede dissoluzione chimica seguita da risciacquo con acqua DI.
DEZ-C758 non è consigliata per quest'area popolata sul lato componenti, poiché il contatto diretto delle spazzole non è adatto.
Quest'area contiene un resistore chip, un piccolo circuito integrato e terminazioni saldate vicine.
L'immagine superiore mostra depositi visibili attorno ai bordi dei pad. Nell'immagine inferiore, i contorni dei componenti e le aree saldate sono definiti più chiaramente.
Il ghiaccio secco è adatto quando la contaminazione è limitata alle superfici esposte attorno a questi componenti ed è richiesta una pulizia locale senza acqua.
Utilizzare la pulizia ad acqua a lotti quando diversi modelli di PCBA richiedono lavaggio, risciacquo e asciugatura completi o quando i residui sono presenti in più aree della scheda.
Residui visibili circondano tutti e tre i pad saldati del piccolo package SMD. La pellicola si estende dal corpo del componente alla vicina maschera di saldatura.
Dopo la pulizia, i pad appaiono più chiaramente separati dalla superficie PCB circostante.
Questa è un'applicazione molto adatta al ghiaccio secco perché la contaminazione è locale, esposta e situata attorno a un package accessibile. È simile ai residui prodotti durante la sostituzione dei componenti o la saldatura locale.
Scegliere la pulizia ad acqua a lotti quando lo stesso residuo è distribuito sull'intera PCBA anziché essere limitato a una sola area di riparazione.
La fotografia superiore mostra residui attorno ai terminali LED e ai bordi del package. Dopo la pulizia, l'ampia pellicola superficiale risulta ridotta.
Sulle terminazioni metalliche permane una certa variazione di colore. La pulizia superficiale non ripristina il rivestimento né annulla ogni variazione cromatica causata dalla saldatura.
Il ghiaccio secco consente l'accesso diretto ai terminali esposti senza introdurre liquidi. Il package LED, le guarnizioni e i materiali circostanti devono tollerare la pressione, l'ugello e la distanza di lavoro selezionati.
Utilizzare la pulizia ad acqua quando l'intero assieme LED richiede lavaggio e risciacquo e tutti i componenti sono compatibili con la chimica di pulizia e le condizioni di asciugatura.
La PCBA verde presenta estesi depositi bianchi attorno ai pad dei componenti, alle impronte non popolate e ai riferimenti stampati.
Dopo la pulizia, la superficie è notevolmente più chiara e i contorni dei pad e le marcature sono più facili da ispezionare.
La fotografia non consente di stabilire se il deposito sia flussante, detergente essiccato o un altro contaminante di produzione.
Un lavaggio chimico completo con risciacquo in acqua DI è il percorso iniziale più sicuro quando la chimica del residuo è sconosciuta e la contaminazione copre un'area più ampia della scheda.
Il ghiaccio secco deve essere scelto solo se le prove confermano che il deposito è un materiale superficiale accessibile separabile senza dissoluzione chimica o risciacquo.
DEZ-C758 non è adatta se la contaminazione si trova su una superficie popolata o è distribuita attorno a strutture che le spazzole non possono raggiungere.
Questo campione combina un induttore di potenza, giunti saldati più grandi e componenti a montaggio superficiale più piccoli.
Prima della pulizia è visibile una pellicola lucida attorno ai giunti più grandi. L'immagine inferiore mostra meno residui visibili nella stessa area.
Il ghiaccio secco è adatto alla rimozione locale del flussante attorno ai giunti esposti dei componenti di potenza quando l'ugello può raggiungere la superficie contaminata.
Utilizzare la pulizia ad acqua a lotti quando i residui sono distribuiti sull'intero assieme o quando sono richiesti lavaggio e risciacquo con acqua DI.
DEZ-C758 è meno adatta sul lato popolato perché l'induttore di potenza e le diverse altezze dei componenti limitano l'accesso delle spazzole.
| Campione | Struttura dei componenti | Prodotto principale | Alternativa |
|---|---|---|---|
| 1 | Lato saldature aperto a foro passante | DEZ-C758 | DEZ-C7310 o C743 |
| 2 | Terminali IC a passo fine | DEZ-C7310 | DEZ-C743 |
| 3 | Piccoli componenti SMD | DEZ-C7310 | DEZ-C743 |
| 4 | Package locale a tre terminali | DEZ-C7310 | DEZ-C743 |
| 5 | Terminali dei componenti LED | DEZ-C7310 dopo le prove | DEZ-C743 |
| 6 | Residui bianchi diffusi | DEZ-C743 | DEZ-C7310 dopo le prove |
| 7 | Assieme di potenza misto | DEZ-C7310 | DEZ-C743 |
Residui lucidi attorno a giunti e componenti possono far sì che un assieme finito non soddisfi i requisiti estetici. La rimozione della pellicola facilita l'ispezione ingrandita dell'area dei componenti.
La pulizia manuale dipende dall'accesso dell'operatore, dalla pressione, dalla quantità di prodotto chimico e dal tempo di pulizia. È difficile ottenere lo stesso risultato tra terminali IC stretti, grandi giunti a foro passante e strutture di componenti miste.
La sostituzione dei componenti e la saldatura manuale possono lasciare flussante attorno a un'area di riparazione limitata. Il ghiaccio secco è indicato quando il residuo è direttamente accessibile e l'intera scheda non deve entrare in un processo liquido.
Quando il residuo copre più aree o può rimanere attorno a componenti con ridotto spazio libero, un processo ad acqua fornisce lavaggio, risciacquo con acqua DI e asciugatura dell'intero assieme.
Quando la contaminazione è limitata a un solo lato saldature aperto, la pulizia a spazzole può rimuovere segni visibili di flussante e sfere di saldatura libere senza lavare il lato popolato.
I sette campioni dimostrano che l'indicazione «residui di flussante» non è sufficiente per scegliere l'attrezzatura.
Due PCBA possono presentare contaminazioni dall'aspetto simile ma richiedere macchine diverse a causa di:
Un deposito visibile su un lato saldature aperto a foro passante può essere adatto alle spazzole. Lo stesso deposito tra i terminali dei componenti può richiedere ghiaccio secco o pulizia a spruzzo ad acqua. La contaminazione sotto package con ridotto spazio libero può richiedere lavaggio e risciacquo con acqua DI.
Questi confronti al microscopio mostrano variazioni della contaminazione superficiale visibile. Non forniscono dati sulla pulizia ionica.
Il ghiaccio secco e la pulizia a spazzole possono rimuovere residui visibili accessibili, ma non devono essere presentati come prova del raggiungimento di un limite numerico di contaminazione ionica.
Quando il cliente specifica la pulizia ionica, occorre fornire il metodo di prova e il valore di accettazione prima di confermare il processo. Possono essere necessari lavaggio ad acqua, risciacquo controllato, asciugatura e prove successive.
I sette confronti mostrano che i residui visibili sono stati ridotti su diverse strutture PCBA:
Il progetto ha inoltre dimostrato che l'attrezzatura deve essere scelta in base alla posizione della contaminazione e ai requisiti di produzione, non soltanto alla parola «flussante».
Inviare PCBA rappresentative con la contaminazione reale insieme a:
DEZ confronterà la pulizia a spazzole, ad acqua e con ghiaccio secco utilizzando la scheda reale e consiglierà il processo appropriato.
