Отмывка печатных узлов. Обзор технологии

Не отмытые после пайки остатки флюса или другие загрязнения могут привести к отслаиванию покрытий, ухудшению адгезии, коррозии, повышенным токам утечки и прочим дефектам.

Современные технологии и процедуры отмывки разработаны с учетом совместимости с материалами категории «Не требующие отмывки». В сочетании с соответствующим оборудованием они эффективно удаляют остатки большинства применяемых флюсов, начиная с категории RMA и до современных высокоактивных синтетических материалов.

Очистка трафаретов – удаление остатков паяльных паст и клеев из апертур трафаретов и их поверхностей. Эти загрязнения могут вызывать ошибки при трафаретной печати и, как следствие, увеличивать количество дефектов пайки. Регулярная очистка трафаретов и рамок позволяет повысить стабильность и качество технологического процесса, а также создает благоприятные условия для получения четких и качественных отпечатков паяльной пасты.

Факторы, влияющие на принятие решения по отмывке

Качественная отмывка печатных узлов (ПУ) имеет ключевое значение для производства высоконадежной техники, продукции специального назначения. Многие современные тенденции, характерные процессам сборки печатных узлов, имеют непосредственное влияние на организацию процесса отмывки. Распространение бессвинцовых технологий, внедрение специальных материалов для пайки, минимизация размеров компонентов, оптимизация затрат на производство единицы продукции – все это отражается на том, как и чем отмывать печатные узлы.

Основными факторами, влияющими на принятие решения о необходимости отмывки, являются:

1. Класс оборудования (требования к надёжности).

По надежности изделия электронной техники делятся на три основных класса:

• Класс 1 (бытовая электроника) – обычно отмывка не требуется, так как изделия эксплуатируются в нормальных климатических условиях (если иное не оговорено заказчиком).
• Класс 2 (промышленная электроника) – обычно отмывка печатных узлов не требуется, если эксплуатация изделия предполагается в нормальных климатических условиях и от работоспособности устройства не зависят безопасность и жизнь человека (если иное не оговорено заказчиком). В случае эксплуатации изделий в жестких климатических условиях, прямого влияния устройства на безопасность и жизнь человека отмывка в большинстве случаев обязательна.
• Класс 3 (спецтехника) – в подавляющем большинстве случаев отмывка является обязательной.

2. Класс используемых паяльных материалов.

В современной технологии сборки печатных узлов наибольшее распространение получили процессы с применением флюсов, не требующих отмывки после пайки или «No Clean». К таким флюсам в соответствии с международным стандартом J-STD-004 относятся канифольные слабоактивированные флюсы, флюсы с низким содержанием твердых веществ и флюсы на органической основе. Такие флюсы обычно не требуют удаления остатков после пайки при условии эксплуатации аппаратуры класса 1 и класса 2 в нормальных климатических условиях. Тем не менее, для ответственных устройств класса 2 и класса 3 отмывка флюсов, не требующих отмывки, в большинстве случаев обязательна.

3. Эстетический фактор (внешний вид изделия).

В ряде случаев решение об отмывке печатного узла может быть принято на основании требований к внешнему виду изделия, диктующих отсутствие остатков флюса или иных загрязнений на поверхности платы или компонентов.

4. Влагозащита.

Загрязнения на поверхности печатного узла могут уменьшать адгезию влагозащитных покрытий, работая своеобразной прослойкой между платой и покрытием. Кроме того, со временем влага, проникая через микропоры, растворяет остатки флюса и канифоли, что может привести к активации этих загрязнений и уменьшению надежности изделия (или выходу его из строя). В итоге отсутствие отмывки или плохая отмывка приводят к отслоению покрытия, коррозии проводников и контактных площадок, повышенным токам утечки, дендритам и так далее.

5. Внутрисхемный контроль.

Неудаленные остатки флюса могут покрывать тестовые площадки. Так как канифоль при комнатной температуре является хорошим изолятором, тестовые точки могут иметь очень высокое сопротивление контактов, препятствуя обеспечению внутрисхемного контроля.

6. Экономическая целесообразность.

Процесс отмывки напрямую влияет на себестоимость изделий, поэтому, принимая решение, необходимо внимательно взвешивать все «за» и «против». Отмывая, вы повысите качество, увеличите срок службы изделий, но могут потребоваться дополнительные вложения.

Построение процесса отмывки

При построении процесса отмывки важно учитывать следующие факторы:

1. Паяльные материалы, используемые при сборке ПУ. Далеко не каждая жидкость может эффективно удалять остатки паяльных материалов различных производителей. Крупные производители паяльных материалов и производители отмывочных жидкостей проводят совместные испытания для достижения оптимального результата отмывки.
2. Совместимость материалов ПУ с предполагаемой отмывочной жидкостью. Некоторые виды материалов могут вступать в реакцию с промывочной жидкостью. Информацию о совместимости следует запрашивать у производителя компонентов ПУ и производителя жидкости.
3. Совместимость оборудования с промывочной жидкостью. Жидкость может привести к выходу из строя оборудования. Кроме того, из соображений безопасности не все жидкости могут применяться в конкретном типе оборудования.
4. Совместимость способа агитации (струйный, ультразвук и т. п.) с ПУ. Способ агитации, как правило, определяется оборудованием и в некоторых случаях может пагубно влиять на компоненты печатного узла. Исходя из конструктивных особенностей и ограничений на установленные производителем компоненты, выбирается наиболее безопасный и эффективный способ агитации.

Точной последовательности принятия решений не существует, т.к. эти факторы тесно связаны между собой, поэтому при выборе системы отмывки «с чистого листа» важно к каждому фактору отнестись внимательно.