Come la contaminazione ionica si differenzia dai residui visibili del PCB, cosa causa rischi elettrici, come viene testata la pulizia e quale processo di pulizia si adatta.
La contaminazione ionica è materiale caricato solubile che rimane su un PCB o PCBA dopo la fabbricazione, la saldatura, la manipolazione o la pulizia. Può includere ioni di cloruro, bromuro, sodio, potassio, solfato, nitrato e acidi organici.
Questi contaminanti sono spesso presenti a concentrazioni che non possono essere viste. Quando l'umidità li dissolve, possono aumentare la conducibilità superficiale e contribuire a perdite, corrosione o migrazione elettrochimica sotto bias elettrico.
Il residuo visibile descrive ciò che può essere visto piuttosto che come si comporta chimicamente. I film di flussante, i depositi bianchi, la polvere, le fibre, le impronte digitali, gli oli e le palline di saldatura sono tutti residui visibili, ma non sono automaticamente ionici o non ionici.
| Confronto | Contaminazione ionica | Residuo visibile |
|---|---|---|
| Definizione | Specie caricate solubili nell'assemblaggio | Contaminazione rilevata visivamente o sotto ingrandimento |
| Visibilità | Spesso invisibile | Visibile direttamente, tramite fotocamera o sotto un microscopio |
| Esempi | Ioni di cloruro, bromuro, sodio, potassio e acidi organici | Film di flussante, depositi bianchi, fibre, oli, polvere e palline di saldatura |
| Comportamento elettrico | Può aumentare la conducibilità quando è disciolto nell'umidità | Dipende dalla composizione; può essere conduttivo, isolante o contenere ioni |
| Preoccupazione principale | Perdite, corrosione e migrazione elettrochimica | Problemi legati all'aspetto, ispezione, contatto, rivestimento, adesione o particelle |
| Verifica | ROSE, cromatografia ionica, SIR o un altro test definito | Ispezione visiva o ottica |
Il residuo visibile non dovrebbe essere descritto come innocuo solo perché appare non metallico. I film di flussante e le impronte digitali possono contenere materiale ionico, mentre le particelle metalliche e le palline di saldatura possono creare rischi elettrici senza essere misurate come contaminazione ionica.
La contaminazione ionica non produce automaticamente un cortocircuito. Il rischio si sviluppa attraverso l'interazione tra contaminazione, umidità, polarizzazione elettrica, spaziatura dei conduttori e tempo.
Quando l'umidità forma un film sottile sull'assemblaggio, ioni solubili entrano nel liquido e ne aumentano la conducibilità. Questo può ridurre la resistenza all'isolamento superficiale e creare perdite tra i conduttori.
Sotto continua polarizzazione elettrica, il metallo può dissolversi in un conduttore, migrare attraverso l'elettrolita e depositarsi altrove. Questa migrazione elettrochimica può formare dendriti e infine creare un percorso conduttivo non voluto.
Un'assemblaggio contaminato può quindi superare i test di fabbrica a secco ma comportarsi diversamente dopo essere stato esposto a umidità, condensazione o cicli di temperatura.
La fonte probabile dipende da quando appare la contaminazione.
| Fase del processo | Fonte possibile | Cosa controllare |
|---|---|---|
| Fabbricazione della scheda nuda | Incisione, placcatura, finitura superficiale o risciacquo insufficiente | Dati di processo del fornitore e pulizia della scheda in arrivo |
| Saldatura a riflusso | Attivatori della pasta di saldatura e prodotti di reazione | Tipo di pasta, volume applicato e profilo termico |
| Saldatura a onda o selettiva | Flusso liquido, applicazione eccessiva o pre-riscaldamento insufficiente | Quantità di flusso, modello di spruzzatura, pre-riscaldamento e parametri di saldatura |
| Saldatura manuale o rifacimento | Flusso applicato localmente e riscaldamento ripetuto | Prodotto per flusso, metodo di applicazione e numero di cicli di rifacimento |
| Pulizia e risciacquo | Soluzione di lavaggio contaminata, residui di detergente o scarsa qualità dell'acqua di risciacquo | Concentrazione chimica, condizione del bagno e qualità dell'acqua DI |
| Manipolazione | Impronte digitali e sudore | Guanti, metodo di manipolazione e aree di test esposte |
| Asciugatura e stoccaggio | Umidità intrappolata o contaminazione ambientale | Risultato di asciugatura, imballaggio e condizioni di stoccaggio |
Il metodo di test deve essere selezionato in base alla domanda a cui si deve rispondere.
| Metodo | Cosa ti dice | Principale limitazione |
|---|---|---|
| Ispezione visiva | Se residui accessibili, particelle, tracce d'acqua o corrosione sono visibili | Non può provare la pulizia ionica |
| ROSE | Il livello globale della contaminazione ionica estraibile | Non identifica ioni individuali o la loro posizione |
| Cromatografia ionica | Quali specie ioniche sono presenti e le loro quantità misurate | Il risultato dipende dall'area e dalla procedura di estrazione |
| SIR | Come si comporta un processo rappresentativo sotto umidità, temperatura e polarizzazione elettrica definite | Non identifica il contaminante specifico |
| Estrazione localizzata | Se un particolare componente o area del processo contiene contaminazione concentrata | Non rappresenta l'assemblaggio completo a meno che il campionamento non sia pianificato correttamente |
Non esiste un valore universale che dimostri che ogni assemblaggio sia affidabile.
Un valido requisito di accettazione deve definire il metodo di prova, le condizioni di estrazione, l'area superficiale calcolata, le unità, il piano di campionamento e il limite di accettazione/rifiuto.
Il valore storico di 1.56 µg NaCl equivalente/cm² non dovrebbe essere utilizzato automaticamente come limite di qualificazione universale. L'IPC lo ha rimosso come base predefinita per qualificare un processo di produzione quando è stata introdotta l'IPC J-STD-001H.
Il limite applicabile dovrebbe derivare dalle specifiche del cliente, dai requisiti del prodotto o dal processo di produzione qualificato.
La prima decisione è se il requisito riguarda i residui visibili, la contaminazione ionica o entrambi.
La pulizia con spazzola o ghiaccio secco può essere adatta quando il requisito principale è rimuovere segni di flusso accessibili, palle di saldatura o residui di lavoro locale.
La Macchina di Pulizia PCBA Automatica a Lato Singolo – DEZ-C758 e Macchina automatica per la pulizia delle schede PCBA – DEZ-C760 pulire una superficie accessibile del lato saldante.
DEZ macchine per la pulizia a ghiaccio secco fornire pulizia senza acqua per flussi compatibili ed residui di lavoro. La gamma include il DEZ-C7310 fisso, il DEZ-C7320 in linea e il DEZ-C1650 portatile.
Questi processi possono rimuovere residui contenenti materiale ionico, ma la rimozione visibile non prova che sia stato raggiunto un limite di pulizia ionica.
Quando l'assemblaggio completo richiede lavaggio chimico, risciacquo con acqua DI e asciugatura controllata, utilizzare un processo acquoso validato.
La sequenza principale è:
Lavaggio chimico compatibile → Risciacquo con acqua DI → Asciugatura controllata → Test di pulizia
La chimica di pulizia svolge l'azione principale di lavaggio. L'acqua DI rimuove la contaminazione disciolta e il detergente residuo dopo il lavaggio.
L'acqua DI non dovrebbe essere descritta come la fase primaria di pulizia dei flussi.
| Requisito di produzione | Attrezzatura raccomandata | Dati di processo rilevanti |
|---|---|---|
| Pulizia batch offline ad alto mix | Macchina per la pulizia PCBA offline – DEZ-C743 | Lavaggio a spruzzo, risciacquo con acqua DI e asciugatura ad aria calda; cesta a doppio strato 610 × 560 × 100 mm; carico massimo batch 10 kg; temperatura di lavaggio 25–75°C |
| Pulizia acquosa continua inline | Macchina per la pulizia PCBA inline – DEZ-C1360 | Lavaggio chimico, risciacquo con acqua DI e asciugatura ad aria calda a due zone; supporta prodotti larghi 50–500 mm; velocità del nastro fino a 1000 mm/min |
| Forniamo acqua di risciacquo DI dedicata | Sistema di acqua deionizzata – DEZ-CS300 | Produce acqua DI per processi di risciacquo compatibili; l'output richiesto e lo stoccaggio devono corrispondere alla domanda reale della macchina |
| Residui di saldatura visibili accessibili | DEZ-C758 o DEZ-C760 | Pulizia con spazzola senza lavaggio chimico completo e risciacquo con acqua DI |
| Residui locali accessibili senza pulizia liquida | DEZ-C7310, DEZ-C7320 o DEZ-C1650 | Pulizia con ghiaccio secco; la pulizia ionica deve essere verificata separatamente |
Né il nome della macchina né il metodo di pulizia dimostrano conformità. Il processo completato deve essere testato utilizzando il metodo di pulizia specificato.
Vedi il applicazione per la pulizia dei residui di flussante e contaminazione ionica PCBA per l'intero percorso di selezione.
Inizia con assemblaggi rappresentativi che presentano contaminazione di produzione reale. Registra il flussante, il processo di saldatura, il luogo dei residui, la chimica di pulizia e il risultato del test attuale.
Pulisci i campioni utilizzando parametri controllati, quindi ripeti la stessa ispezione e test ionico. Questo stabilisce se il processo rimuove la contaminazione obiettivo invece di migliorare solo l'aspetto.
Per la pulizia acquosa, conferma la chimica di lavaggio, la qualità dell'acqua DI, l'efficacia del risciacquo e l'asciugatura. Per la pulizia a spazzola o con ghiaccio secco, conferma l'accesso all'area contaminata e testa la pulizia ionica separatamente quando necessario.
Una volta che il risultato è accettabile, definisci le impostazioni del processo, i limiti di manutenzione del bagno, la frequenza di campionamento e le condizioni che richiedono requalificazione.
Non necessariamente. L'aspetto non può determinare il tipo o la quantità di contaminazione ionica. Testare l'assemblaggio rispetto ai requisiti specificati.
No. Il ROSE è un metodo di controllo del processo. La qualificazione del prodotto può richiedere anche cromatografia ionica, SIR, test elettrici o valutazioni ambientali.
No. Alcune contaminazioni sono intrappolate all'interno del flusso o di altri residui e richiedono prima un agente di pulizia compatibile. L'acqua DI viene poi utilizzata per risciacquare via la contaminazione disciolta e il detergente rimanente.
Il ghiaccio secco può rimuovere residui accessibili contenenti materiale ionico, ma non fornisce un processo completo di dissoluzione e risciacquo con acqua DI. Testare l'assemblaggio pulito quando viene specificata la pulizia ionica.
Invia campioni rappresentativi DEZ, fotografie dei residui, informazioni sul flusso, dati del processo di pulizia e il metodo di test richiesto.
DEZ può valutare se l'applicazione richiede pulizia con pennello accessibile, pulizia locale con ghiaccio secco, pulizia acquosa batch offline o pulizia acquosa continua inline.
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