Зачем и когда нужна отмывка?
Цель отмывки ПП – удаление любых загрязнений, которые при будущей эксплуатации готового электронного устройства способны негативно сказаться на его работоспособности и сроке службы. Например, привести к коррозии металлических частей. В основном в качестве примера подобных загрязнений приводят остатки паяльных флюсов, но на практике сюда же относятся и неоплавленые остатки паяльных паст, а также отпечатки пальцев, делающие сборку неопрятной и вызывающие ощущение низкокачественного изделия.
Особенно актуальной эта проблема стала в последние десятилетия. Если раньше устройства были достаточно объемными, с крупными компонентами и большими расстояниями между выводами и дорожками на ПП, то сейчас, ввиду всеобщей миниатюризации и активного использования SMD-компонентов, загрязнения вызывают гораздо больше проблем. В частности:
- снижение качества (прочности, электрической проводимости) паяных соединений,
- появление перемычек между соседними контактами,
- появление дендритов и прочих дефектов.
То есть, их наличие на поверхности ПП напрямую сказывается на работоспособности готового устройства. Поэтому производители стали обращать все больше внимания на способы решения возникшей проблемы и, в целом, разделились на две группы: первые стали использовать безотмывочные составы, вторые – разрабатывать и внедрять технологии отмывки.
К безотмывочным составам относят флюсы и паяльные пасты. За счет использованных в них компонентов с низкой химической активностью их остатки не приводят к коррозии металлических выводов, дорожек и контактных площадок. Однако полностью это проблему не решает. Например:
- Остатки безотмывочных составов могут притягивать частицы влаги и пыль, тем самым ухудшая адгезию защитных лаков и других составов. Особенно актуальна эта проблема для изделий, эксплуатирующихся в условиях высокой влажности и других неблагоприятных сред.
- Притянутая пыль способна накапливать электрические заряды и создавать разряды между соседними контактами, что может приводить к возникновению коротких замыканий или неправильной работе электрической цепи.
- Они могут ухудшать электрическую проводимость паяных соединений и качество сигнала между выводами компонента и дорожкой на печатной плате.
- Остатки флюса, пасты или клея ухудшают эстетические качества продукции, а также затрудняют работу систем оптического контроля качества и внутрисхемное тестирование.
В итоге, этих причин достаточно для того, чтобы примерно половина производителей, использующих безотмывочные составы, все равно производила их отмывку. То есть, все равно внедряла в техпроцесс отдельную стадию. Более того, обычно загрязнения безотмывочных соединений удалить сложнее, чем отмывочных.
Разработка технологии отмывки также связана с некоторыми трудностями, так как она должна не только эффективно справляться с основной задачей, но и быть адаптивной, то есть, иметь возможность внедрения в различные производства и дальнейшего масштабирования.
Актуальные технологии отмывки и очистки ПП
Наиболее часто сейчас используют следующие технологии очистки загрязнений с ПП:
- Ультразвуковая отмывка. Использует ультразвуковые волны для создания микроскопических пузырьков, которые эффективно удаляют загрязнения с поверхности печатной платы. Этот метод позволяет очищать сложные и труднодоступные участки. Для использования нужна специальная УЗ-ванна.
- Струйная отмывка. Основана на использовании струй жидкости под высоким давлением для удаления остатков флюса, пасты и других загрязнений. Обеспечивает быстрое и эффективное очищение, но требует осторожности, чтобы не повредить компоненты.
- Отмывка в парах растворителя. ПП размещаются в камере, расположенной над открытым нагреваемым баком с растворителем. За счет нагрева создается насыщенный пар, который конденсируется на поверхности платы и стекает обратно в бак вместе с растворенными веществами. Поскольку в пар превращается только чистый растворитель, с очищаемыми изделиями контактирует только он, тогда как загрязнения остаются в баке.
Сложности выбора оптимального метода
У каждого метода есть определенные минусы. Кроме того, подбор оптимального способа отмывки осложняется другими моментами:
- Непосредственно многообразием флюсов и паяльных паст.
- Используемыми компонентами. К примеру, качественно очистить плату с BGA-компонентами достаточно сложно.
Также при выборе метода обязательно следует учитывать ряд производственных моментов:
- производительность технологии,
- требующаяся площадь помещения для ее реализации,
- финансовые возможности,
- компетентность сотрудников и затраты на их обучение,
- безопасность сотрудников,
- степень вреда окружающей среде и так далее.
Большая часть проблем эффективно решается выбором в пользу современных отмывочных жидкостей, которые эффективно справляются с загрязнениями, не повреждают компоненты и саму плату, а также оказываются достаточно безопасными как для сотрудников, так и для окружающей среды. Дополнительный их плюс – возможность модернизации их состава в соответствии с потребностями индустрии.
И последний момент, который также решает проблему выбора – наличие автоматизированных установок для очистки. Они не только увеличивают производительность отмывки, но и практически полностью исключают «человеческий фактор» на данном этапе производства электроники.
Выводы
Отмывка печатных плат является одним из ключевых этапов в производстве современной электроники, который оказывает значительное влияние на качество и надежность конечных изделий. В частности, не только улучшить внешний вид ПП, но и предотвратить коррозию, уменьшить вероятность коротких замыканий и повысить общую долговечность электронных компонентов.
Современные технологии и средства, применяемые в промышленности, играют решающую роль в оптимизации процесса отмывки. Они позволяют производителям не только повысить качество продукции, но и сократить время производства, что в условиях современного рынка становится важным конкурентным преимуществом. Соответственно, внедрение передовых методов и технологий отмывки способствует улучшению производственных процессов, повышению надежности и долговечности электронных изделий, а также удовлетворению растущих требований потребителей.
