Отмывка электронных модулей 3-го класса надежности: компромиссов быть не должно!

Отмывка является неотъемлемой частью процесса изготовления печатных узлов и в значительной степени определяет их надёжность и долговечность. Особенно актуально удаление остатков флюса и прочих загрязнений с платы при производстве электроники 3-го класса надёжности. Сборка именно этого класса электроники подразумевает защиту электронных модулей от воздействия влаги, температуры, ударов, вибрации, копирования и т.д. И невозможно получить качественное защитное покрытие без эффективного очищения электронного модуля (т.е. без максимально чистой и сухой поверхности). Кроме того в последние годы именно качеству отмывки уделяется особое внимание ввиду появления новых типов флюсов, в том числе и входящих в состав паяльных паст.

Вы можете скачать эту статью в формате pdf здесь.

Сразу стоит отметить, что сегодня на российском рынке для отмывки электронных модулей имеются как моющие растворы производителей паяльных материалов, так и компаний, специализирующихся на производстве только отмывочных материалов. Но в любом случае, многообразие отмываемых загрязнений требует не только максимальной эффективности моющего раствора, но и его безопасности с точки зрения технологии и охраны здоровья персонала, совместимости с чувствительными элементами и материалами сборок. Кроме всего этого применение материала должно быть оправдано экономически.
Производители паяльных материалов разрабатывают новые средства отмывки, совместимых с типом флюсующих составляющих, применяемых в их линейке паяльных материалов. Например, группа компаний Balver Zinn/Cobar (Германия, Нидерланды) разработала отмывочную жидкость MCI-2330. MCI-2330 – это полуводная отмывочная жидкость (рН=9,4), содержащая смесь растворителей, смешанных с ингибиторами. Средство специально разработано для удаления больших скоплений остатков паяльной пасты, флюса и других загрязняющих веществ, используемых в процессе сборки электроники. Очиститель MCI-2330 хорошо отмывает не только платы от остатков после оплавления, но также неоплавленную пасту и прочие загрязнения с трафаретов и оборудования (здесь особенно удобна упаковка с возможностью распыления).
Жидкость MCI-2330 одинаково эффективна при отмывке как канифольных, так и синтетических флюсов (именно последние чаще применяются при пайке бессвинцовых сплавов ввиду своих характеристик, в том числе высокой термостабильности). Это является неоспоримым преимуществом MCI-2330 по сравнению с представленными на российском рынке очистителями, которые оставляют так называемый белый налёт ввиду малой эффективности на синтетических флюсах.
В MCI-2330 низкое содержание ЛОВ, поэтому средство может использоваться для отмывки различными способами, в том числе УЗ и струйная отмывка. Также MCI-2330 не смывает маркировку с отечественных компонентов (по результатам теста, в ходе которого отечественные компоненты находились погружёнными в MCI-2330 в течение 4-х недель без применения УЗ). Жидкость совместима с такими металлами как: нержавеющая сталь (304 и 316), алюминий, медь, чугун и т.д. В ходе испытаний в России была выявлена совместимость жидкости MCI-2330 со всеми часто используемыми при сборке и отмывке электронных изделий материалами. Другие характеристики отмывочной жидкости MCI-2330 перечислены в таблице 1.

Таблица 1. Характеристики отмывочной жидкости MCI-2330

Относительная плотность

1,05 при 20 °С

Коэффициент поверхностного натяжения

26,0 дин/см при 20 °С

Рекомендуемая рабочая температура

60 °С

Физическое состояние

Жидкость (распылитель, канистра)

На рисунках ниже представлены печатные платы до отмывки (рис. 1) и после отмывки (рис. 2).

 

а)

б)

Рис. 1. Печатная плата до отмывки

 

а)

б)

Рис. 2. Эта же печатная плата после отмывки жидкостью MCI-2330

 

Эти фотографии были получены в ходе тестирования отмывочной жидкости MCI-2330 для проверки качества отмывки под компонентами BGA на одной из производственных площадок Санкт-Петербурга. Тестировались образцы, которые были искусственно загрязнены безотмывочным флюс-гелем с последующей установкой компонентов BGA. Платы пролежали при комнатной температуре в течение недели, а затем были отмыты моющим раствором MCI-2330 при температуре +30 °С. Отмывка проводилась в течение 7 минут, затем для определения качества отмывки BGA компоненты были выпаяны. На образцах плат без BGA качество отмывки показало 95% результат (на некоторых выводах наблюдались небольшие остатки флюса). После увеличения температуры до 60…70 °С для уменьшения вязкости моющего раствора и лучшего проникновения под корпуса компонентов, был получен 100% результат удаления остатков флюса.
Были проведены и другие испытания для сравнения качества отмывки печатных плат от загрязнений и остатков флюса после оплавления с помощью жидкостей MCI-2330 и Zestron FA. Для отмывки использовалась обычная ультразвуковая ванна объемом 5 л и с частотой УЗ 36 кГц. Отмывались печатные платы с застарелым безотмывочным флюсом (>4 недель после оплавления), а также печатная плата с элементом BGA. Затем платы проверили на предмет присутствия на них остатков флюса с помощью тестового набора Zestron.
Отмывка моющим раствором Zestron FA проводилась в рекомендуемых производителем режимах при температуре +45/50 °С. Результат отмывки некоторых плат оказался неудовлетворительным ввиду наличия белого налёта на некоторых образцах, особенно заметным между маской и контактной площадкой. Эффективность отмывки была оценена на 70%.
Отмывка жидкостью MCI-2330 производилась при начальной температуре +22 °С. Затем температура раствора постепенно поднималась за счет нагрева ультразвуком и была доведена до +75 °С, при этом качество отмывки при +22 °С и +75 °С было одинаковым. MCI-2330 показала прекрасные результаты: на печатных платах не было обнаружено загрязнений и остатков флюса. Полученный результат можно оценить как 100%.
Также необходимо отметить, что при использовании MCI-2330 отмытые загрязнения в виде осадка абсорбируются раствором и превращаются в слизь на дне ванны, что в случае использования установок с функцией барботажа является преимуществом, так как загрязнения не распространяются по всему объему ванны, как в случае с использованием раствора Zestron FA.
Долговечность и надежность электрических и электронных модулей зависит от степени чистоты их поверхности до стадии нанесения влагозащитного покрытия. При соблюдении рекомендаций производителя моющих растворов, использовании соответствующего оборудования, качественных материалов и подобранных технологических режимов высокое качество отмывки гарантировано!

Оставьте отзыв

Ваш емейл адрес не будет опубликован. Обязательные поля отмечены *

Rambler's Top100