Сравнение методов очистки PCBA и как DEZ подбирает щёточную, водную или очистку сухим льдом к остаткам флюса вокруг THT, SMD, LED и силовых компонентов.
Заказчик предоставил несколько собранных печатных плат с видимым остатком после пайки вокруг выводных соединений, выводов микросхем, SMD-корпусов, выводов светодиодов и силовых компонентов.
Изображения под микроскопом показывают разные цвета PCB и структуры компонентов, но большинство образцов имеют одну общую видимую проблему: глянцевый или белый осадок остаётся вокруг паяных участков и на окружающей поверхности.
Цель оценки заключалась не в применении одного оборудования к каждой плате. Она заключалась в определении того, какой метод очистки лучше всего соответствует расположению загрязнения, доступности компонентов и требуемому уровню чистоты.
DEZ предоставляет оба варианта — щёточную очистку для локальных остатков на доступной стороне и водную очистку для полного погружения при загрязнении по всей сборке. Машины для очистки PCBA и машины для очистки сухим льдом. Доступные процессы включают одностороннюю щёточную очистку, полную водную мойку и локальную очистку сухим льдом без использования воды.
Представленные образцы содержали несколько проблем для очистки:
Изображения подтверждают, где видимый остаток был уменьшен. Однако фотографии не определяют точную химию флюса и не предоставляют значения ионного загрязнения.
Поэтому метод очистки должен выбираться на основе как видимых признаков, так и дополнительной производственной информации, включая тип флюса, зазор между компонентами, материалы платы, требуемую производительность и критерии чистоты.
Следующие три машины представляют основные методы очистки, оценённые для этих образцов.
Это Машина для очистки односторонних сборок PCBA DEZ-C758 предназначена для видимых следов флюса, рыхлых шариков припоя и поверхностного мусора, сосредоточенного на одной доступной паяльной стороне.
Процесс использует контролируемое нанесение чистящего средства, многонаправленную влажную щётку, сухую щётку и сушку вентилятором. Подходит для плоских поверхностей паяльной стороны, до которых щётки могут достичь без неприемлемого контактного давления.
Это DEZ-C743 оффлайн очиститель ППА выполняет химическую мойку распылением, ополаскивание деионизированной водой и сушку горячим воздухом в закрытой камере.
Это основной выбор, когда загрязнение распространяется по площадям с компонентами, несколько сторон платы требуют очистки или растворённый остаток и чистящую химию необходимо смыть. Несколько совместимых моделей PCBA могут обрабатываться партиями.
Это Машина для очистки сублиматом DEZ-C7310 PCBA — стационарная станция для доступного флюса, канифоли и остатков доработки.
Сжатый воздух направляет частицы сухого льда на загрязнённый участок. Сухой лёд отделяет совместимые поверхностные отложения и затем сублимируется, поэтому процесс не требует ополаскивания водой или сушки горячим воздухом.
Подходит для локального остатка вокруг открытых соединений, выводов и компонентов, когда сопло имеет прямой доступ и сборка прошла испытания на совместимость материалов и давления.
На верхнем фото видна глянцевая плёнка вокруг группы паяных соединений выводных компонентов. Остаток распространяется между соседними соединениями и по тёмной паяльной маске.
На нижнем фото видно уменьшение обширной поверхностной плёнки. Отдельные паяные соединения и окружающие проводники легче различить.
Загрязнение сосредоточено на открытой, относительно плоской площади паяльной стороны, которая доступна для очистки щёткой.
Сухой лёд подходит, когда заказчик требует локальной очистки без воды вокруг открытых соединений или когда жидкий очиститель и последующая сушка нежелательны.
Используйте DEZ-C743, когда: такое же загрязнение распространяется на обе стороны или полная сборка требует мойки и ополаскивания деионизированной водой.
До очистки видимый остаток окружает оба ряда выводов микросхемы. Между близко расположенными металлическими выводами видны мелкие глянцевые отложения.
После очистки промежутки между выводами стали чище, и поверхностный остаток менее заметен.
Остаток находится вокруг выводов компонента и потенциально может быть обработан сфокусированным соплом сухого льда. Давление распыла, расстояние и угол должны быть проверены на реальном корпусе.
Выберите водный метод, если загрязнение может распространяться под компонентом или если процесс требует химического растворения с последующим ополаскиванием деионизированной водой.
DEZ-C758 не рекомендуется для этой площади с компонентами, так как прямой контакт щётки неприемлем.
Эта область содержит чип-резистор, небольшую микросхему и соседние паяные выводы.
На верхнем изображении видны отложения по краям контактных площадок. На нижнем изображении границы компонентов и паяные участки видны более чётко.
Сухой лёд подходит, когда загрязнение ограничено открытыми поверхностями вокруг этих компонентов и требуется локальная очистка без воды.
Используйте партионную водную очистку, когда несколько моделей PCBA требуют полной мойки, ополаскивания и сушки, или когда остаток встречается в нескольких областях платы.
Видимый остаток окружает все три паяные площадки мелкого SMD-корпуса. Плёнка распространяется от корпуса компонента на соседнюю паяльную маску.
После очистки контактные площадки выглядят более чётко отделёнными от окружающей поверхности PCB.
Это удачное применение сухого льда, поскольку загрязнение локальное, открытое и расположено вокруг доступного корпуса компонента. Оно напоминает тип остатка, образующегося при замене компонентов.
Выберите партионную водную очистку, когда такой же остаток распределён по всей PCBA, а не ограничен одной областью ремонта.
На верхнем фото виден остаток вокруг выводов светодиода и краёв корпуса. После очистки обширная поверхностная плёнка уменьшена.
Некоторое изменение цвета остаётся на металлических выводах. Поверхностная очистка не восстанавливает покрытие и не обращает каждое изменение цвета, вызванное пайкой.
Сухой лёд обеспечивает прямой доступ к открытым выводам без использования жидкости. Корпус светодиода, уплотнения и окружающие материалы должны выдерживать выбранное давление, сопло и рабочее расстояние.
Используйте водную очистку, когда полная сборка светодиода требует мойки и ополаскивания, и все компоненты совместимы с чистящей химией и условиями сушки.
Зелёная PCBA содержит обширные белые отложения вокруг контактных площадок компонентов, незаполненных посадочных мест и нанесённой маркировки.
После очистки поверхность становится значительно чище, и контуры площадок и маркировку легче проверить.
Фотография не может установить, является ли отложение флюсом, высохшей чистящей химией или другим производственным загрязнением.
Полная химическая мойка и ополаскивание деионизированной водой — более безопасный начальный метод, когда химия остатка неизвестна и загрязнение покрывает большую площадь платы.
Сухой лёд следует выбирать только если испытания подтверждают, что отложение является доступным поверхностным материалом, который можно отделить без химического растворения или ополаскивания.
DEZ-C758 не подходит если загрязнение находится на поверхности с компонентами или распределено вокруг структур, до которых щётки не могут достичь.
Этот образец сочетает силовой индуктор, более крупные паяные соединения и более мелкие поверхностно монтируемые компоненты.
До очистки вокруг крупных соединений видна глянцевая плёнка. На нижнем изображении видно меньше видимого остатка на той же площади.
Сухой лёд подходит для локального удаления флюса вокруг открытых соединений силовых компонентов, когда сопло может достичь загрязнённой поверхности.
Используйте партионную водную очистку, когда остаток распределён по всей сборке или когда требуются мойка и ополаскивание деионизированной водой.
DEZ-C758 менее подходит на стороне с компонентами, так как силовой индуктор и смешанная высота компонентов ограничивают доступ щётки.
| Образец | Структура компонентов | Основной продукт | Альтернатива |
|---|---|---|---|
| 1 | Открытая паяльная сторона выводных компонентов | DEZ-C758 | DEZ-C7310 или C743 |
| 2 | Выводы микросхем с мелким шагом | DEZ-C7310 | DEZ-C743 |
| 3 | Мелкие SMD-компоненты | DEZ-C7310 | DEZ-C743 |
| 4 | Локальный трёхвыводной корпус | DEZ-C7310 | DEZ-C743 |
| 5 | Выводы светодиодных компонентов | DEZ-C7310 после испытаний | DEZ-C743 |
| 6 | Обширный белый остаток | DEZ-C743 | DEZ-C7310 после испытаний |
| 7 | Смешанная силовая сборка | DEZ-C7310 | DEZ-C743 |
Глянцевый остаток вокруг соединений и компонентов может привести к несоответствию готовой сборки требованиям внешнего вида. Удаление плёнки облегчает проверку площади компонентов под увеличением.
Ручная протирка зависит от доступа оператора, давления, количества химиката и времени очистки. Трудно достичь одинакового результата между узкими выводами микросхем, крупными выводными соединениями и компонентами разной высоты.
Замена компонентов и ручная пайка могут оставить флюс вокруг ограниченной области ремонта. Сухой лёд актуален, когда остаток непосредственно доступен и полную плату не следует подвергать жидкостной обработке.
Когда остаток покрывает несколько областей или может оставаться вокруг компонентов с малым зазором, водный процесс обеспечивает мойку, ополаскивание деионизированной водой и сушку по всей сборке.
Когда загрязнение ограничено одной открытой паяльной стороной, щёточная очистка может удалить видимые следы флюса и рыхлые шарики припоя без мойки стороны с компонентами.
Семь образцов показывают, что информации «остаток флюса» недостаточно для выбора оборудования.
Две PCBA могут содержать похожее загрязнение, но требовать разных машин из-за:
Видимое отложение на открытой паяльной стороне выводных компонентов может подойти для щётки. То же отложение между выводами компонентов может потребовать сухого льда или водной очистки распылением. Загрязнение под компонентами с малым зазором может потребовать полного погружения.
Эти сравнения под микроскопом демонстрируют изменения видимого поверхностного загрязнения. Они не предоставляют данные по ионной чистоте.
Сухой лёд и щёточная очистка могут удалить доступный видимый остаток, но их нельзя представлять как доказательство достижения числового предела ионного загрязнения.
Когда заказчик указывает ионную чистоту, предоставьте метод испытания и приемлемое значение до подтверждения процесса. Водная мойка, контролируемое ополаскивание, сушка и последующее испытание могут потребоваться для проверки соответствия.
Семь сравнений показывают, что видимый остаток был уменьшен на различных структурах PCBA:
Проект также показал, что оборудование следует выбирать по расположению загрязнения и производственным требованиям, а не только по слову «флюс».
Отправьте репрезентативные PCBA с фактическим загрязнением вместе с:
DEZ сравнит щёточную, водную очистку и очистку сухим льдом с использованием реальной платы и порекомендует подходящий процесс.
