что вызывает остатки флюса на сборках PCB, когда требуется очистка, как выбрать процесс очистки и как проверить чистоту.
Остатки флюса на PCB сборке — это материал, который остается после того, как флюс в пасте для пайки или отдельно применяемом жидком, гелеобразном или проводниковом флюсе выполнил свою функцию во время пайки.
Флюс удаляет поверхностные оксиды, улучшает смачивание припоя и помогает расплавленному припою образовывать надежное соединение. После повторного плавления, волновая пайка, селективной пайки или ручная пайка, часть флюса может испаряться или реагировать, в то время как смолы, активаторы, соли и другие продукты реакции могут оставаться на сборке.
В обиходном языке это часто называется «остатки флюса на печатной плате (PCB)». Технически, как только компоненты были собраны и припаяны, деталь становится печатной платой с элементами (PCBA).
Остатки флюса не являются автоматически дефектом, и не каждая PCBA требует очистки. Решение зависит от химии флюса, процесса пайки, конструкции сборки, рабочих условий, электрических требований, процесса покрытия и спецификации чистоты заказчика.
Состав варьируется между паяльными пастами и жидкими, гелевыми или проволочными флюсами. Общие составляющие остатков включают:
Остатки могут выглядеть прозрачными, янтарными, коричневыми, белыми, липкими, порошкообразными, блестящими или стекловидными. Только по внешнему виду невозможно определить, активны ли они электрически, коррозионны или приемлемы.
Паяльная паста содержит частицы паяльного сплава и флюс. Во время повторного плавления флюс активируется, удаляет оксиды и поддерживает смачивание припоя. Смолы и продукты реакции могут оставаться вокруг контактов компонентов, припойных соединений и под низкими корпусами.
Жидкий флюс наносится на сторону припоя перед тем, как PCBA попадает в секции предварительного нагрева и волновой пайки. Чрезмерное количество флюса, недостаточный предварительный нагрев или плохой контроль процесса могут оставить видимые остатки на стороне припоя.
Селективная пайка наносит флюс на запрограммированные места THT перед предварительным нагревом и мини-волновой пайкой. Остатки могут оставаться вокруг разъемов, клемм, реле и других проходных соединений.
Ручная пайка и повторная обработка компонентов могут привести к концентрации остатка вокруг восстановленных соединений. Повторное нанесение флюса и несколько циклов нагрева могут сделать остатки более трудными для удаления.
Видимые остатки флюса - это материал, который можно увидеть вокруг паяных соединений или на поверхности PCBA. Ионное загрязнение состоит из подвижных ионных видов, которые могут оставаться на плате, даже когда она выглядит чистой.
Визуально чистый PCBA все еще может содержать измеримое ионное загрязнение. PCBA с видимыми остатками смолы может все еще соответствовать определенному требованию к электрической чистоте.
Требуемый результат необходимо определить перед выбором процесса очистки.
Влажность может взаимодействовать с подвижным ионным загрязнением и снижать электрическое сопротивление изоляции между проводниками. Это может способствовать утечке тока или нестабильному поведению в схемах с высоким импедансом.
Когда влага, ионное загрязнение и электрический потенциал присутствуют одновременно, металлы ионы могут мигрировать между проводниками. При соответствующих условиях может развиваться дендритный рост, создающий непреднамеренный проводящий путь.
Остатки флюса не приводят автоматически к электрохимической миграции. Риск зависит от химии остатка, расстояния, напряжения, влажности, температуры и времени воздействия.
Агрессивные или не полностью активированные остатки могут способствовать коррозии открытых проводников, терминалов компонентов или паяных соединений. Остатки, задержанные под элементами с низким зазором, могут быть особенно трудными для проверки и очистки.
Загрязнение под конформным покрытием может мешать адгезии покрытия, создавать неравномерное покрытие или задерживать остатки против сборки.
Коническое покрытие не следует рассматривать как замену квалифицированному процессу очистки. Состояние поверхности PCBA должно соответствовать требованиям поставщика покрытия перед нанесением.
DEZ предоставляет отдельное руководство по флюсам без очистки и конформным покрытиям.
Флюс на тестовых площадках может помешать тестам в цепи или функциональным тестовым зондом. Остатки могут увеличить контактное сопротивление, привести к непостоянным показаниям или передаться на тестовое оборудование.
Темные или липкие остатки могут затруднить инспекцию припойных соединений. Белые остатки после очистки могут указывать на неполное удаление, повторное осаждение, несовместимую химию, загрязненную воду для полоскания или продукты реакции.
Цвет сам по себе не может подтвердить причину. Тип флюса, химия очистки, качество воды для полоскания и условия сушки должны рассматриваться вместе.
Остатки флюса должны быть удалены, когда спецификация продукта, квалифицированный процесс производства или последующая операция требуют чистой поверхности.
Типичные условия включают:
Водорастворимые и органически-кислотные остатки флюса обычно требуют проверенного процесса очистки после пайки. Интервалы очистки и химия должны следовать техническим требованиям поставщика флюса.
Очистка может потребоваться, когда остатки могут повлиять на адгезию покрытия, покрытие или долгосрочное поведение. Тестирование совместимости должно включать флюс, процесс очистки, покрытие и фактические материалы сборки.
Схемы с высоким импедансом, высоким напряжением и мелким шагом могут требовать более строгого контроля ионного загрязнения, поскольку малые утечки могут повлиять на работу.
PCBA, подвергшиеся воздействию влажности, конденсации, загрязнений, соли, температурных циклов или условий на улице, могут потребовать очистки и измеримой валидации процесса.
Одного только названия отрасли недостаточно для определения необходимости очистки. Определяющими факторами являются окружающая среда продукта и требования к надежности.
Чрезмерное количество флюса, недостаточный предварительный нагрев, неподходящий термический профиль или повторная переработка могут оставить активные или трудноудаляемые остатки.
Очистка платы не исправляет нестабильный процесс пайки. Необходимо также корректировать объем флюса, предварительный прогрев и параметры пайки.
Очистка может потребоваться перед электрическим пробоем, склеиванием, подливкой, заливкой, маркировкой, нанесением знаков или другой операцией, чувствительной к поверхности.
Чертежи клиентов и спецификации процесса могут определить метод очистки, метод испытания, частоту отбора проб и пределы приемлемости. Эти требования имеют приоритет над внешним видом.
Не существует очистительного раствора или машины, которая удаляет каждый флюс с каждой печатной платы.
Самый полный процесс - это тот, который квалифицирован для конкретной химии флюса, материалов компонентов, геометрии платы, объема производства и требуемого результата чистоты.
Запись:
Свежие остатки часто легче удалить, чем остатки, которые были старые или проходили через дополнительные циклы нагрева.
Определите, должно ли процесс достигать:
Оборудование, выбранное только для видимой очистки кистью, не должно ожидаться, что оно будет выполнять полное водное мытье и контролируемое промывание деионизированной водой.
Очистка кистью подходит для доступа к остаткам на стороне пайки и свободным шарикам после волновой или выборочной пайки.
Она не предназначена для мытья полного узла, достижения каждой области под компонентами или обеспечения контролируемого промывания деионизированной водой.
Офлайн-процессы очистки партии обрабатывают несколько совместимых ППБ (PCBAs) в корзине. Квалифицированный процесс может объединять химическую стирку, промывание деионизированной водой и сушку горячим воздухом.
Этот формат подходит для высокомиксной продукции, частых изменений продуктов и заводов, которые не требуют непрерывной линии очистки.
Линейная водная очистка непрерывно переносит ППБ через химическую стирку, промывание деионизированной водой и сушку горячим воздухом.
Она подходит для повторяемых продуктов и объемов производства, которые оправдывают непрерывную конвейерную обработку.
Ручная очистка может использоваться для локального доработки и задач с низким объемом. Однако простое растворение флюса с помощью IPA и позволение жидкости испариться может распространить растворенные загрязнения и заново осадить их в другом месте.
Контролируемый ручной процесс должен использовать совместимую химию, чистые инструменты, извлечение с помощью безворсового абсорбирующего материала и адекватную сушку.
Ультразвуковую очистку не следует применять к собранным узлам без подтверждения совместимости компонентов и материалов. Устройства MEMS, микрофоны, кристаллы, датчики, трансформаторы, катушки, пьезоэлектрические компоненты и области с застрявшей жидкостью могут потребовать специальной оценки.
Основной очиститель растворяет или удаляет совместимый остаток флюса.
Деионизированная вода используется после стирки для удаления растворенных загрязнений и остатков очистителя. Деионизированная вода не автоматически является первичным средством удаления флюса.
Этап сушки должен удалить влагу из промежутков компонентов, соединителей и других зон удержания. Поверхность, которая выглядит сухой, может все еще содержать жидкость под компонентами с низким стоянием.
Перед окончательным выбором машины обработайте платы, несущие фактические остатки флюса. Оцените:
DEZ Машины для очистки PCBA и Установка для очистки с использованием сухого льда содержит доступную одностороннюю очистку кистей, оффлайн-партией водной очистки и непрерывную водную очистку в потоке.
| Проблема производства | Рекомендуемое оборудование DEZ | Ключевые данные и границы процесса |
|---|---|---|
| Видимые следы флюса и свободные шарики припоя на одной доступной стороне для пайки | Автоматическая односторонняя машина для чистки PCBA – DEZ-C758 | Поддерживает ширину PCBА от 50 до 300 мм и высоту компонентов до 135 мм. Регулируемая скорость конвейера составляет 0,05–1,8 м/мин. Ролик диаметром 100 мм наносит очиститель перед многосетевым мокрым втиранием, сухим втиранием и сушкой вентилятором. |
| Автоматическая очистка щетками для PCBА размером до 300 × 300 мм | Автоматическая машина для очистки щеток PCBA – DEZ-C760 | Обрабатывает доступную поверхность со стороны пайки. Требуется край платы минимум 1,5 мм. Использует основанный на спирте очищающий раствор для PCBА, вращающуюся щетку диаметром 360 мм и две валковые щетки. Скорость конвейера регулируется от 0,05 до 1,8 м/мин. |
| Офлайн-очистка с высокой смешиваемостью с полной мойкой, полосканием и сушкой | Офлайн машина для чистки ПКБА для удаления флюса партиями – DEZ-C743 | Использует корзину двойного слоя размером 610 × 560 × 100 мм с максимальной загрузкой партии 10 кг. Процесс включает подогреваемую мойку распылением, полоскание деионизированной водой и сушку горячим воздухом. Температура стирки составляет 25–75°C, максимальная температура сушки 99°C, а сопротивление деионизированной воды должно быть более 15 MΩ·см. |
| Непрерывная водная очистка после повторного плавления, волновой или селективной пайки | Встраиваемая водная чистящая машина для ПСБА – DEZ-C1360 | Поддерживает ширину продуктов от 50 до 500 мм на конвейере из сетки SUS316 шириной 500 мм. Скорость конвейера регулируется до 1000 мм/мин. Выполняет химическую мойку, полоскание деионизированной водой и сушку горячим воздухом в двух зонах. Требуемое сопротивление деионизированной воды превышает 15 MΩ·см. |
| Фиксированное рабочее место для очистки флюса и остатков переработки PCBА | Машина для очистки печатных плат с сухим льдом – DEZ-C7310 | Очищает открытые соединения, выводы компонентов, разъемы и восстановленные участки. Регулируемое давление составляет 0,1–0,8 МПа, подача сухого льда составляет 0,1–0,6 кг/мин, а ёмкость бункера от 5 до 10 кг. Напольная система включает вытяжку для ослабленного загрязнения. |
| Повторяющаяся безводная очистка, интегрированная в производство | Машина для очистки сухим льдом – DEZ-C7320 | Поддерживает максимальную область очистки 400 × 350 мм. Подача сухого льда регулируется от 0,1 до 0,6 кг/мин, с регулируемым давлением от 0,1 до 0,8 МПа. Запечатанная система не требует стадии полоскания водой или сушки горячим воздухом. |
Это Категория машин для очистки печатных плат охватывает удаление сухих частиц с незакрашенных ПП перед печатью. Остатки флюса после пайки требуют оборудования из категории очистки PCBA. Текущие спецификации продуктов DEZ подтверждают эти разные границы процессов.
Результат остатка флюса приемлем только если он соответствует установленным требованиям.
Не существует универсального визуального вида или единственного ионного номера, который бы доказал, что каждая PCBA подходит для каждого применения.
Визуальный осмотр может выявить:
Визуальный осмотр не может доказать, что ионное загрязнение было удалено.
ROSE означает Устойчивость растворимого экстракта. Метод извлекает ионизируемое загрязнение из сборки и сообщает об общем результате, обычно выражаемом в эквиваленте хлорида натрия.
ROSE полезен для мониторинга того, остаётся ли квалифицированный производственный процесс в установленных контрольных пределах. Он не определяет отдельные ионные виды и не показывает их точное местоположение.
IPC-TM-650 Метод 2.3.25D явно описывает ROSE как инструмент контроля процесса и утверждает, что он не предсказывает надежность.
Ионная хроматография может идентифицировать и количественно оцениватьSpecific ionic species extracted from the assembly. It is useful for investigating the source of contamination and comparing cleaning-process results.
Местоположение и метод экстракции имеют значение. Результат для всей платы может не выявить концентрированный карман остатков под определённым компонентом с низким профилем.
Испытание SIR оценивает электрическое сопротивление при определённых температурных, влажностных условиях и условиях смещения. Это может поддержать валидацию флюса, процесса пайки и очистки, где электрикной надежностью главный вопрос.
SIR не взаимозаменяем с визуальным осмотром или массовым ионным тестом.
В зависимости от продукта, дополнительные проверки могут включать:
Возможные причины включают:
Переход на более сильный очиститель без тестирования на совместимость может повредить маркировку, пластиковые детали, покрытия, клеи или другие материалы сборки.
Правильное исследование сравнивает оригинальный флюс, концентрацию очистительного средства, температуру стирки, механическое воздействие, качество полоскающей воды, процесс сушки и расположение остатков.
Повторяемая квалификация должна использовать фактические производственные PCBAs с представительными остатками.
Документируйте флюс, сплав припоя, метод пайки, тепловой профиль, возраст остатков, размеры платы, компоновку компонентов и требуемый результат чистоты.
Проверьте и протестируйте репрезентативные неприборные сборки. Запишите видимые остатки и выбранные измерения чистоты.
Проверьте предложенную щетку, партию или процесс в потоке, используя совместимую химию и контролируемые параметры.
Проверьте доступные поверхности, области под компонентами, разъемами, маркировкой, пластиком, этикетками и любыми покрытиями или клеящими поверхностями.
Оцените качество полоскающей воды, перенос очистительного средства, задержанную жидкость и остатки, появляющиеся после сушки.
Определите одобренную концентрацию химии, температуру, время, настройки распыления или щетки, требования к полоскающей воде, настройки сушки, лимиты обслуживания ванн и частоту тестирования.
Некоторые остатки содержат подвижные ионные материалы, которые могут способствовать утечке при наличии влаги и электрического напряжения.
Правильно выбранный и обработанный флюс без очистки может оставаться на квалифицированных сборках. Риск увеличивается, когда флюса слишком много, остатки не полностью активированы теплом, присутствует влага или продукт работает вне квалифицированных условий.
IPA может растворять некоторые флюсы, но неэффективен для каждой формулы. Если загрязненный IPA испаряется на плате, растворенные остатки могут перераспределяться, а не удаляться. Подтвердите чистящее средство у поставщика флюса и проверьте процесс полного удаления и сушки.
DI-вода может удалить совместимые водорастворимые загрязнения, но не растворяет каждый канифоль, смолу или остатки флюса без очистки. Многие водные процессы требуют совместимого чистящего средства с последующим ополаскиванием DI-водой.
Чистите в пределах квалифицированного интервала процесса. Остатки, которые выдержали, затвердели или прошли через дополнительные тепловые циклы, могут требовать больше времени, температуры или химического воздействия.
Нет. DEZ-C753S — это сухая двухсторонняя очистительная машина для удаления пыли, волокон и свободных частиц с голых печатных плат перед нанесением пасты для пайки.
DEZ может оценить, требуется ли в приложении доступная очистка с помощью углекислого газа, очистка в оффлайне партиями или непрерывная очистка в линии.
Изучите полное Применение очистки флюсов и ионного загрязнения на PCBA или посмотрите всё оборудование DEZ SMT.
