PCB montajlarındaki flux kalıntısının oluşum sebepleri, ne zaman temizleme gerektiği, bir temizleme sürecinin nasıl seçileceği ve temizlik doğrulamanın nasıl yapılacağı.
TarafındanyöneticiPCB montajındaki flux kalıntısı, lehimleme işlemi sırasında lehim macunundaki veya ayrı uygulanan sıvı, jel veya tel fluxun işlevini yerine getirmesinin ardından kalan malzemedir.
Fluks, yüzey oksitlerini kaldırır, lehim ıslanmasını iyileştirir ve ergimiş lehimin güvenilir bir bağlantı oluşturmasına yardımcı olur. Reflow işleminden sonra, dalga lehimleme, seçici lehimleme veya el lehimleme sırasında, fluksun bir kısmı buharlaşabilir veya reaksiyona girebilir, aynı zamanda reçineler, aktivatörler, tuzlar ve diğer reaksiyon ürünleri montajda kalabilir.
Günlük arama dilinde, bu genellikle "PCB üzerindeki fluks kalıntısı" olarak adlandırılır. Teknik olarak, bileşenler monte edildikten ve lehimlendikten sonra iş parçası bir PCBA'dır.
Fluks kalıntısı otomatik olarak bir kusur değildir ve her PCBA'nın otomatik olarak temizlenmesi gerekmez. Karar, fluks kimyası, lehimleme süreci, montaj tasarımı, çalışma ortamı, elektriksel gereksinimler, kaplama süreci ve müşteri temizlik spesifikasyonlarına bağlıdır.
Bileşim, lehim pastaları ile sıvı, jel veya tel flukslar arasında değişiklik gösterir. Yaygın kalıntı bileşenleri şunlardır:
Kalıntı, şeffaf, kehribar, kahverengi, beyaz, yapışkan, toz benzeri, parlak veya cam gibi görünebilir. Görünüm, elektriksel olarak aktif olup olmadığını, aşındırıcı olup olmadığını veya kabul edilebilir olup olmadığını belirleyemez.
Lehim pastası lehim alaşım parçacıkları ve fluks içerir. Reflow sırasında, fluks aktive olur, oksitleri kaldırır ve lehim ıslanmasını destekler. Reçine ve reaksiyon ürünleri, bileşen bacakları, lehim bağlantıları ve düşük yükseklikteki paketlerin altında kalabilir.
Sıvı fluks, PCBA'nın ön ısıtma ve lehim dalga bölümlerine girmeden önce lehim tarafına uygulanır. Aşırı fluks, yetersiz ön ısıtma veya kötü süreç kontrolü, lehim tarafında görünür kalıntılar bırakabilir.
Seçici lehimleme, programlanmış THT yerlerine, ön ısıtma ve mini dalga lehimlemeden önce flux uygular. Konnektörler, terminaller, röleler ve diğer delik içi eklemler etrafında kalıntılar kalabilir.
Manuel lehimleme ve bileşen onarımları, onarılan eklemlerin etrafında yoğun kalıntılar yaratabilir. Tekrarlanan flux uygulamaları ve birden fazla ısıtma döngüsü, kalan kalıntıları temizlemeyi zorlaştırabilir.
Görünür flux kalıntısı, lehim eklemleri veya PCBA yüzeyi etrafında görülebilen bir malzemedir. İyonik kontaminasyon, temiz görünse bile kartta kalabilen hareketli iyonik türlerden oluşur.
Görünüşte temiz bir PCBA, yine de ölçülebilir iyonik kontaminasyon içerebilir. Görünür reçine kalıntısına sahip bir PCBA, belirli bir elektriksel temizlenme gereksinimini karşılayabilir.
Bu nedenle, gerekli sonuç, bir temizleme süreci seçmeden önce tanımlanmalıdır.
Nemin, hareketli iyonik kontaminasyonla etkileşime girmesi ve iletkenler arasındaki yüzey yalıtım direncini azaltması mümkün olabilir. Bu, kaçak akımına veya yüksek empedanslı devrelerde istikrarsız davranışa katkıda bulunabilir.
Nem, iyonik kontaminasyon ve elektriksel potansiyel bir arada bulunduğunda, metal iyonları iletkenler arasında göç edebilir. Uygun koşullar altında, dendritik büyüme gelişebilir ve istenmeyen bir iletken yol oluşturabilir.
Flux kalıntısı otomatik olarak elektro-kimyasal göçü tetiklemez. Risk, kalıntı kimyası, aralık, voltaj, nem, sıcaklık ve maruz kalma süresi gibi faktörlere bağlıdır.
Agresif veya tam olarak aktive edilmemiş kalıntılar, açık iletkenlerin, bileşen terminallerinin veya lehimlenmiş bağlantıların korozyona uğramasına katkıda bulunabilir. Düşük yükseklikteki bileşenlerin altında sıkışmış kalıntılar, özellikle denetlenmesi ve temizlenmesi zor olabilir.
Uyumlu kaplama altındaki kontaminasyon, kaplama yapışmasını engelleyebilir, düzensiz kaplama yaratabilir veya montajın üzerine kalıntı sıkıştırabilir.
Bir konformal kaplama, nitelikli bir temizleme işleminin yerini alacak şekilde ele alınmamalıdır. PCBA yüzeyinin durumu, kaplama tedarikçisinin gereksinimlerini karşılamalıdır.
DEZ, ayrı bir kılavuz sağlıyor temizlemeye gerek olmayan akı ve konformal kaplama.
Test pedlerinde bulunan akı, devre içi test veya fonksiyonel test probu ile etkileşimde bulunabilir. Kalıntı, temas direncini artırabilir, tutarsız okumalar üretebilir veya test ekipmanına geçiş yapabilir.
Koyu veya yapışkan kalıntılar, lehim bağlantısı muayenesini engelleyebilir. Temizlemeden sonra beyaz kalıntı, tamamlanmamış çıkarım, yeniden birikim, uyumsuz kimya, kirli durulama suyu veya reaksiyon ürünlerini gösterebilir.
Sadece renk, sebebi doğrulamak için yeterli değildir. Akı türü, temizlik kimyası, durulama suyu kalitesi ve kurutma şartları birlikte gözden geçirilmelidir.
Kalıntılar, ürün spesifikasyonu, nitelikli üretim süreci veya aşağı akış işlemleri temiz bir yüzey gerektirdiğinde çıkarılmalıdır.
Tipik koşullar şunlardır:
Su ile çözünebilen ve organik asit akı kalıntıları normalde doğrulanmış bir lehim sonrası temizleme işlemi gerektirir. Temizleme aralığı ve kimyasalları, akı tedarikçisinin teknik gereksinimlerine uymalıdır.
Kalıntılar, kaplama yapışma, kaplama kapsamı veya uzun süreli davranışı etkileyebileceğinden temizlenmesi gerekebilir. Uyum testleri akı, temizlik süreci, kaplama ve gerçek montaj malzemelerini içermelidir.
Yüksek empedans, yüksek voltaj ve ince aralıklı devreler, küçük sızıntı akımlarının işletimi etkileyebileceğinden daha sıkı iyonik kirlilik kontrolü gerektirebilir.
Nem, yoğuşma, kirlilik, tuz, sıcaklık döngüsü veya dış mekan koşullarına maruz kalan PCB'ler, temizleme ve ölçülebilir süreç doğrulaması gerektirebilir.
Sektör ismi tek başına, temizleme gerekliliğini belirlemez. Ürün ortamı ve güvenilirlik gereksinimi bunu belirler.
Aşırı akı, yetersiz ön ısıtma, uygun olmayan bir termal profili veya tekrar eden revizyonlar, aktif veya zor çıkarılan kalıntılar bırakabilir.
Panoyu temizlemek, dengesiz bir lehimleme sürecini düzeltmez. Floks hacmi, ön ısıtma ve lehimleme parametreleri de düzeltilmelidir.
Elektriksel problama, yapıştırıcı bağlantı, alt dolgu, potting, etiketleme, işaretleme veya başka bir yüzey hassas operasyon öncesinde temizlik gerektirebilir.
Müşteri çizimleri ve süreç spesifikasyonları temizlik yöntemi, test yöntemi, örnekleme sıklığı ve kabul limiti tanımlayabilir. Bu gereklilikler yalnızca görünümden önceliklidir.
Her floksun her PCBA'dan çıkarılmasını sağlayan bir temizlik sıvısı veya makinesi yoktur.
En kapsamlı süreç, gerçek floks kimyası, bileşen malzemeleri, kart geometrisi, üretim hacmi ve gereken temizlik sonucu için nitelikli olandır.
Kayıt:
Taze kalıntılar, genellikle yaşlanmış veya ek ısıtma döngülerine girmiş kalıntılardan daha kolay çıkarılır.
Sürecin şunları başaralı olup olmayacağını belirleyin:
Sadece görünür fırça temizliği için seçilen bir makinadan, tam sulu yıkama ve kontrollü DI-su durulaması yapması beklenmemelidir.
Fırça temizliği, dalga veya seçici lehimleme sonrası erişilebilir lehim tarafı kalıntıları ve geçici lehim topları için uygundur.
Tam montajı yıkamak, bileşenlerin altındaki her alana ulaşmak veya kontrollü DI-su durulaması sağlamak amaçlanmamıştır.
Offline toplu temizlik işlemleri bir sepet içinde birden fazla uyumlu PCB'yi temizler. Nitelikli bir işlem, kimyasal sprey yıkama, DI-su durulama ve sıcak hava kurutmayı birleştirebilir.
Bu format, yüksek karışımlı üretim, sık ürün değişiklikleri ve sürekli bağlı bir temizlik hattına ihtiyaç duymayan fabrikalar için uygundur.
Inline su bazlı temizlik, PCB'leri kimyasal yıkama, DI-su durulama ve sıcak hava kurutma işlemlerinden sürekli olarak geçirir.
Tekrar eden ürünler ve sürekli konveyörize işlem ile haklı çıkacak üretim hacimleri için uygundur.
Manuel temizlik, yerel yeniden işleme ve düşük hacimli görevler için kullanılabilir. Ancak, sadece IPA ile akıyı çözmek ve sıvının buharlaşmasına izin vermek, çözülen kontaminasyonu yayabilir ve başka bir yere yeniden bırakabilir.
Kontrollü bir manuel işlem, uyumlu kimya, temiz aletler, lif bırakmayan emici malzeme ile çıkarma ve yeterli kurutma kullanmalıdır.
Ultrasonik temizlik, bileşen ve malzeme uyumluluğunu doğrulamadan yerleştirilmiş montajlara uygulanmamalıdır. MEMS cihazları, mikrofonlar, kristaller, sensörler, transformatörler, bobinler, piezoelektrik bileşenler ve sıvı tutulan alanlar özel değerlendirme gerektirebilir.
Ana temizlik maddesi, uyumlu akı kalıntısını çözer veya çıkarır.
Yıkamadan sonra çözülen kontaminasyonu ve kalan temizlik maddesini gidermek için DI su kullanılır. DI su otomatik olarak birincil akı giderme kimyası değildir.
Kurutma aşaması, bileşen boşluklarından, konektörlerden ve diğer tutma alanlarından nemi gidermelidir. Kuru hissedilen bir yüzey, düşük mesafeli bileşenlerin altında hala sıvı tutuyor olabilir.
Son makine seçiminden önce, gerçek akı kalıntısını taşıyan kartları işleyin. Değerlendirin:
DEZ PCBA temizleme makineleri ve Kuru Buz temizleme makinesi tek taraflı fırça temizliği, çevrimdışı toplu su bazlı temizleme ve sürekli çevrimiçi su bazlı temizlemeyi kapsar.
| Üretim sorunu | Tavsiye edilen DEZ ekipmanı | Ana veri ve süreç sınırı |
|---|---|---|
| Bir erişilebilir lehim tarafında görünür akı izleri ve gevşek lehim topları | Otomatik Tek Taraflı PCBA Temizleme Makinesi – DEZ-C758 | PCBA genişliklerini 50–300 mm ve bileşen yüksekliklerini 135 mm'ye kadar destekler. Ayarlanabilir konveyor hızı 0.05–1.8 m/dk'dır. Ø100 mm uygulama silindiri, çok yönlü ıslak fırçalamadan, kuru fırçalamadan ve fanla kurutma öncesinde temizleyici uygular. |
| PCBAs için 300 × 300 mm'ye kadar otomatik fırça temizliği | Otomatik PCBA Fırça Temizleme Makinesi – DEZ-C760 | Erişilebilir lehim tarafı yüzeyini işler. En az 1.5 mm kalınlığında bir kart kenarı gerektirir. Alkol bazlı PCBA temizleme sıvısı, 360 mm döner fırça ve iki silindirik fırça kullanır. Konveyor hızı 0.05 ile 1.8 m/dk arasında ayarlanabilir. |
| Tam yıkama, durulama ve kurutma ile yüksek karışımlı çevrimdışı temizlik | Toplu Fluks Temizleme için Offline PCBA Temizleme Makinesi – DEZ-C743 | Maksimum 10 kg toplu yük ile çift katmanlı 610 × 560 × 100 mm sepet kullanır. Süreç, ısıtılmış sprey yıkama, DI-su durulama ve sıcak hava ile kurutmadır. Yıkama sıcaklığı 25–75°C, maksimum kurutma sıcaklığı 99°C ve gerekli DI-su dirençliliği 15 MΩ·cm'den fazla olmalıdır. |
| Reflow, dalga veya seçici lehimlemeden sonra sürekli su bazlı temizlik | Inline Su Bazlı PCBA Temizleme Makinesi – DEZ-C1360 | 500 mm SUS316 ağ konveyorunda 50–500 mm ürün genişliklerini destekler. Konveyor hızı 1000 mm/dk'ya kadar ayarlanabilir. Kimyasal yıkama, DI-su durulama ve iki bölgeli sıcak hava ile kurutma işlemlerini gerçekleştirir. Gerekli DI-su dirençliliği 15 MΩ·cm'den fazladır. |
| Yerel PCBA akış ve geri işleme kalıntı temizliği için sabit iş istasyonu | PCBA Kuru Buz Temizleme Makinesi – DEZ-C7310 | Açık lehim noktalarını, bileşen bacaklarını, bağlantı noktalarını ve onarılan alanları temizler. Ayarlanabilir basınç 0.1–0.8 MPa, kuru buz besleme 0.1–0.6 kg/dk ve hoperin kapasitesi 5–10 kg'dır. Zemin üzerinde duran sistem, gevşetilmiş kirlenme için bir çıkarım içerir. |
| Üretime entegre tekrarlayan su olmadan temizleme | Çizgi İçinde Kuru Buz Temizleme Makinesi – DEZ-C7320 | Maksimum 400 × 350 mm temizlik alanını destekler. Kuru buz besleme 0.1 ile 0.6 kg/dk arasında ayarlanabilir ve ayarlanabilir basıncı 0.1–0.8 MPa'dır. Kapalı sistem, su durulama veya sıcak hava kurutma aşaması gerektirmez. |
Bu PCB temizlik makineleri kategorisi ham PCB'lerin baskı öncesi kuru parçacık temizliğini kapsar. Lehimleme sonrası fluks kalıntıları, PCBA temizlik kategorisinden ekipman gerektirir. Mevcut DEZ ürün spesifikasyonları, bu farklı süreç sınırlarını doğrular.
Bir fluks kalıntısı sonucu yalnızca tanımlanmış bir gereksinimi karşıladığında kabul edilebilir.
Her PCBA'nın her uygulama için uygun olduğunu kanıtlayan evrensel bir görsel görünüm veya tek bir iyonik sayı yoktur.
Görsel inceleme şunları tespit edebilir:
Görsel inceleme, iyonik kontaminasyonun temizlendiğini kanıtlayamaz.
ROSE, Çözücü Ekstraksiyonunun Dirençliği anlamına gelir. Yöntem, montajdan iyonize edilebilir kontaminasyonu çıkarır ve genellikle sodyum-klorür eşdeğeri olarak ifade edilen bir toplam sonuç bildirir.
ROSE, nitelikli bir üretim sürecinin belirlenen kontrol sınırları içinde kalıp kalmadığını izlemek için yararlıdır. Bireysel iyon türlerini tanımlamaz veya bunların tam konumunu göstermez.
IPC-TM-650 Yöntem 2.3.25D, ROSE'yi bir süreç kontrol aracı olarak açıkça tanımlar ve güvenilirliği tahmin etmediğini belirtir.
İyon kromatografisi, montajdan çıkarılan belirli iyon türlerini tanımlayabilir ve nicelleştirebilir. Kontaminasyon kaynağını araştırmak ve temizleme süreci sonuçlarını karşılaştırmak için yararlıdır.
Çıkarma yeri ve yöntemi önemlidir. Tüm kart için bir sonuç, belirli bir düşük yüksekliğe sahip bileşenin altında yoğunlaşmış bir kalıntı bölgesini açığa çıkarmayabilir.
SIR testi, belirli sıcaklık, nem ve bias koşulları altında elektriksel direnci değerlendirir. Elektriksel güvenilirliğin ana endişe olduğu durumlarda, bir fluks, lehimleme ve temizleme sürecinin doğrulanmasını destekleyebilir.
SIR, bir görsel inceleme veya bir toplam iyonik test ile değiştirilemez.
Ürüne bağlı olarak, ek kontroller şunları içerebilir:
Olası nedenler şunlardır:
Uyumluluk testi yapılmadan daha güçlü bir temizleyiciye geçmek, işaretleri, plastikleri, kaplamaları, yapıştırıcıları veya diğer montaj malzemelerini hasar verebilir.
Doğru araştırma, orijinal flux, temizlik maddesi konsantrasyonu, yıkama sıcaklığı, mekanik hareket, durulama suyu kalitesi, kuruma süreci ve kalıntı konumunu karşılaştırır.
Tekrarlanabilir bir yeterlilik, temsilci kalıntılar taşıyan gerçek üretim PCBAs kullanmalıdır.
Flux, lehim alaşımları, lehimleme yöntemi, ısıl profil, kalıntı yaşı, kart boyutları, bileşen yerleşimi ve gerekli temizlik sonucunu belgeleyin.
Temizlenmemiş temsilci montajları denetleyin ve test edin. Görünür kalıntıları ve seçilen temizlik ölçümlerini kaydedin.
Uyumlu kimya ve kontrol parametreleri ile önerilen fırça, parti veya hat içi süreci test edin.
Erişilebilir yüzeyleri, bileşenlerin altındaki alanları, konektörleri, işaretleri, plastikleri, etiketleri ve herhangi bir kaplama veya yapıştırma yüzeylerini kontrol edin.
Durulama suyu kalitesini, temizlik maddesinin taşınmasını, hapsolmuş sıvıyı ve kuruduktan sonra görünen kalıntıyı değerlendirin.
Onaylı kimya konsantrasyonunu, sıcaklığını, süresini, sprey veya fırça ayarlarını, durulama suyu gereksinimini, kuruma ayarlarını, banyinin bakım sınırlarını ve test sıklığını tanımlayın.
Bazı kalıntılar, nem ve elektriksel önyargı mevcut olduğunda sızıntıya katkıda bulunabilecek hareketli iyonik malzeme içerir.
Doğru bir şekilde seçilen ve işlenen no-clean flux, nitelikli montajların üzerinde kalabilir. Fazla flux uygulanması, kalıntının tamamen ısı ile aktive olmaması, nemin varlığı veya ürünün nitelikli koşullar dışında çalışması durumunda risk artar.
IPA bazı fluxları çözebilir ancak her formülasyon için etkili değildir. Kirlenmiş IPA, kart üzerinde buharlaştığında, çözülen kalıntılar kaldırılmak yerine yeniden dağıtılabilir. Temizleme agentını flux tedarikçisi ile onaylayın ve tam kaldırma ve kurutma sürecini doğrulayın.
DI su, uyumlu su çözünür kontaminasyonu ortadan kaldırabilir, ancak her rosini, reçineyi veya no-clean kalıntısını çözmez. Birçok sulu süreç, DI-su durulamasından önce uyumlu bir temizleme ajanı gerektirir.
Nitelikli süreç aralığında temizleyin. Yaşlanmış, sertleşmiş veya ek termal döngülerden geçmiş kalıntılar, daha fazla zaman, sıcaklık veya kimyasal etki gerektirebilir.
Hayır. DEZ-C753S, lehim pastası baskısından önce çıplak PCB'lerde toz, lif ve serbest parçacıkları temizlemek için kuru çift taraflı bir temizleme makinesidir.
DEZ, uygulamanın erişilebilir kuru buz temizliği, çevrimdışı toplu sulu temizleme veya sürekli çevrimiçi temizleme gerektirip gerektirmediğini değerlendirebilir.
Tamamını keşfedin PCBA flux ve iyonik kontaminasyon temizleme uygulaması veya görünüm için tüm DEZ SMT ekipmanları.
