Como a contaminação iônica difere do resíduo visível de PCB, quais são as causas do risco elétrico, como a limpeza é testada e qual processo de limpeza se adapta.
Contaminação iônica é material carregado solúvel que permanece em um PCB ou PCBA após a fabricação, soldagem, manuseio ou limpeza. Pode incluir íons de cloreto, brometo, sódio, potássio, sulfato, nitrato e ácidos orgânicos.
Esses contaminantes estão frequentemente presentes em concentrações que não podem ser vistas. Quando a umidade os dissolve, podem aumentar a condutividade superficial e contribuir para vazamentos, corrosão ou migração eletroquímica sob viés elétrico.
O resíduo visível descreve o que pode ser visto em vez de como se comporta quimicamente. Filmes de fluxo, depósitos brancos, poeira, fibras, impressões digitais, óleos e esferas de solda são todos resíduos visíveis, mas não são automaticamente iônicos ou não iônicos.
| Comparação | Contaminação iônica | Resíduo visível |
|---|---|---|
| Definição | Espécies carregadas solúveis na montagem | Contaminação detectada visualmente ou sob ampliação |
| Visibilidade | Frequentemente invisível | Visível diretamente, por câmera ou sob um microscópio |
| Exemplos | Íons de cloreto, brometo, sódio, potássio e ácidos orgânicos | Filmes de fluxo, depósitos brancos, fibras, óleos, poeira e esferas de solda |
| Comportamento elétrico | Pode aumentar a condutividade quando dissolvido em umidade | Depende da composição; pode ser condutor, isolante ou conter íons |
| Principal preocupação | Vazamento, corrosão e migração eletroquímica | Problemas de aparência, inspeção, contato, revestimento, ligação ou relacionados a partículas |
| Verificação | ROSE, cromatografia iônica, SIR ou outro teste definido | Inspeção visual ou óptica |
O resíduo visível não deve ser descrito como inócuo apenas porque parece não metálico. Filmes de fluxo e impressões digitais podem conter material iônico, enquanto partículas metálicas e esferas de solda podem criar riscos elétricos sem serem medidas como contaminação iônica.
A contaminação iônica não produz automaticamente um curto-circuito. O risco se desenvolve através da interação da contaminação, umidade, polarização elétrica, espaçamento de condutores e tempo.
Quando a umidade forma um filme fino na montagem, íons solúveis entram no líquido e aumentam sua condutividade. Isso pode reduzir a resistência à isolação da superfície e criar vazamento entre condutores.
Sob polarização elétrica contínua, o metal pode dissolver em um condutor, migrar através do eletrólito e se depositar em outro lugar. Esta migração eletroquímica pode formar dendritos e, eventualmente, criar um caminho condutivo não intencionado.
Uma montagem contaminada pode, portanto, passar nos testes de fábrica a seco, mas comportar-se de maneira diferente após a exposição à umidade, condensação ou variação de temperatura.
A fonte provável depende de quando a contaminação aparece.
| Fase do processo | Fonte possível | O que verificar |
|---|---|---|
| Fabricação de placas nuas | Gravação, metalização, acabamento de superfície ou enxágue insuficiente | Dados do processo do fornecedor e limpeza das placas recebidas |
| Soldagem por reflow | Ativadores de pasta de solda e produtos de reação | Tipo de pasta, volume aplicado e perfil térmico |
| Soldagem por onda ou seletiva | Fluxo líquido, aplicação excessiva ou pré-aquecimento insuficiente | Quantidade de fluxo, padrão de pulverização, pré-aquecimento e parâmetros de soldagem |
| Soldagem manual ou retrabalho | Fluxo aplicado localmente e aquecimento repetido | Produto de fluxo, método de aplicação e número de ciclos de retrabalho |
| Limpeza e enxágue | Solução de lavagem contaminada, resíduo do detergente ou água de enxágue de má qualidade | Concentração química, condição do banho e qualidade da água deionizada |
| Manipulação | Impressões digitais e suor | Luvas, método de manipulação e áreas de teste expostas |
| Secagem e armazenamento | Umidade presa ou contaminação ambiental | Resultado da secagem, embalagem e condições de armazenamento |
O método de teste deve ser selecionado de acordo com a questão que deve ser respondida.
| Método | O que isso informa | Principal limitação |
|---|---|---|
| Inspeção visual | Se resíduos acessíveis, partículas, marcas de água ou corrosão são visíveis | Não pode provar limpeza iônica |
| ROSE | O nível bruto de contaminação iônica extraível | Não identifica íons individuais ou sua localização |
| Cromatografia iônica | Quais espécies iônicas estão presentes e suas quantidades medidas | O resultado depende da área e do procedimento de extração |
| SIR | Como um processo representativo se comporta sob umidade, temperatura e polarização elétrica definidas | Não identifica o contaminante específico |
| Extração localizada | Se um componente ou área de processo específica contém contaminação concentrada | Não representa a montagem completa a menos que a amostragem seja planejada corretamente |
Não existe um valor universal que prove que cada montagem é fiável.
Um requisito de aceitação válido deve definir o método de teste, as condições de extração, a área de superfície calculada, as unidades, o plano de amostragem e o limite de aprovação/reprovação.
O valor histórico de 1,56 µg equivalente a NaCl/cm² não deve ser automaticamente utilizado como um limite de qualificação universal. A IPC removeu-o como base padrão para a qualificação de um processo de fabricação quando a IPC J-STD-001H foi introduzida.
O limite aplicável deve vir da especificação do cliente, do requisito do produto ou do processo de fabricação qualificado.
A primeira decisão é se o requisito diz respeito a resíduos visíveis, contaminação iónica ou a ambos.
A limpeza com escova ou gelo seco pode ser adequada quando o principal requisito é remover marcas de fluxo acessíveis, esferas de solda ou resíduos de retrabalho locais.
A Máquina de Limpeza PCBA Automática de Um Lado – DEZ-C758 e Máquina Automática de Limpeza de Escovas de PCBA – DEZ-C760 limpar uma superfície acessível do lado da solda.
DEZ máquinas de limpeza com gelo seco fornecer limpeza sem água para fluxos expostos e resíduos de retrabalho compatíveis. A gama inclui o DEZ-C7310 de estação fixa, o DEZ-C7320 em linha e o DEZ-C1650 portátil.
Esses processos podem remover resíduos contendo material iónico, mas a remoção visível não prova que um limite de limpeza iónica foi alcançado.
Quando a montagem completa exige lavagem química, enxágue com água DI e secagem controlada, use um processo aquoso validado.
A sequência principal é:
Lavagem Química Compatível → Enxágue com Água DI → Secagem Controlada → Teste de Limpeza
A química de limpeza realiza a ação de lavagem principal. A água DI remove a contaminação dissolvida e o agente de limpeza remanescente após a lavagem.
A água DI não deve ser descrita como a fase principal de limpeza de fluxo.
| Requisito de produção | Equipamento recomendado | Dados relevantes do processo |
|---|---|---|
| Limpeza offline de lotes de alta mistura | Máquina de Limpeza de PCBA Offline – DEZ-C743 | Lavagem por spray, enxágue com água DI e secagem com ar quente; cesta de dupla camada 610 × 560 × 100 mm; carga máxima de lote de 10 kg; temperatura de lavagem 25–75°C |
| Limpeza aquosa contínua em linha | Máquina de Limpeza de PCBA em Linha – DEZ-C1360 | Lavagem química, enxágue com água DI e secagem com ar quente em duas zonas; suporta produtos de 50–500 mm de largura; velocidade do transportador de até 1000 mm/min |
| Fornecimento dedicado de água de enxágue DI | Sistema de Água Deionizada – DEZ-CS300 | Produz água DI para processos de enxágue compatíveis; a saída e o armazenamento requeridos devem corresponder à demanda real da máquina |
| Resíduo visível acessível do lado do soldador | DEZ-C758 ou DEZ-C760 | Limpeza com escova sem lavagem química completa e enxágue com água DI |
| Resíduo local acessível sem limpeza líquida | DEZ-C7310, DEZ-C7320 ou DEZ-C1650 | Limpeza com gelo seco; a limpeza iônica deve ser verificada separadamente |
Nem o nome da máquina nem o método de limpeza provam conformidade. O processo concluído deve ser testado usando o método de limpeza especificado.
Veja o Aplicação de limpeza de resíduo de fluxo de PCBA e contaminação iônica para a seleção completa.
Comece com montagens representativas que tenham contaminação real da produção. Registre o fluxo, o processo de soldagem, a localização do resíduo, a química de limpeza e o resultado do teste atual.
Limpe as amostras usando parâmetros controlados, então repita a mesma inspeção e teste iônico. Isso estabelece se o processo remove a contaminação alvo em vez de apenas melhorar a aparência.
Para limpeza aquosa, confirme a química de lavagem, a qualidade da água DI, a eficácia do enxágue e a secagem. Para limpeza com escova ou gelo seco, confirme o acesso à área contaminada e teste a limpeza iônica separadamente quando necessário.
Uma vez que o resultado seja aceitável, defina as configurações do processo, os limites de manutenção do banho, a frequência de amostragem e as condições que exigem requalificação.
Não necessariamente. A aparência não pode determinar o tipo ou a quantidade de contaminação iónica. Teste o conjunto de acordo com o requisito especificado.
Não. O ROSE é um método de controlo de processos. A qualificação do produto pode também exigir cromatografia iónica, SIR, testes elétricos ou avaliação ambiental.
Não. Algumas contaminações ficam retidas dentro do fluxo ou de outros resíduos e requerem primeiro um agente de limpeza compatível. A água deionizada é então usada para enxaguar a contaminação dissolvida e o agente de limpeza restante.
O gelo seco pode remover resíduos acessíveis que contêm material iónico, mas não fornece um processo de dissolução completo e enxaguamento com água deionizada. Teste o conjunto limpo quando a limpeza iónica for especificada.
Envie amostras representativas da DEZ, fotografias de resíduos, informações sobre fluxos, dados do processo de limpeza e o método de teste requerido.
A DEZ pode avaliar se a aplicação requer limpeza com escova acessível, limpeza local com gelo seco, limpeza aquosa offline em lote ou limpeza aquosa contínua em linha.
Visualizar Máquinas de limpeza PCB da DEZ ou todos os equipamentos SMT da DEZ.
