Puhdas juoksute vs. ei-puhdistava juoksute: jäämät, puhdistus ja piirilevyn luotettavuus

Fluksi on kemiallinen aine, joka saa juotteen virtaamaan ja kastelee liitoksen, ja suuri käytännön kysymys on, pitääkö sen jäämät pestä pois jälkikäteen. ”No Clean” -fluksi on suunniteltu jättämään turvallinen jäännös, jonka voit jättää paikalleen; puhdistettavat fluksit jättävät jäämiä, jotka on poistettava. Jos teet tämän väärin, vaarana on joko hukkaan heitettävät puhdistusvaiheet tai, mikä pahempaa, korroosio ja vuodot hienojakoisten osien alla. Tämä opas selittää, mitä fluks tekee, puhdistuksen ja puhdistuksen välttämisen välisen päätöksen, miten fluksin jäämät poistetaan oikein ja miten Highleap Electronics hallitsee fluksia ja sen puhtautta tuotannossa.

1. Mitä juotosfluksi oikeastaan ​​tekee?

Juotosnesteellä on kolme tehtävää: se poistaa kemiallisesti oksidikerroksen metallipinnoilta, estää uuden oksidin muodostumisen juotoslämmön aikana ja alentaa pintajännitystä, jotta sula juote virtaa ja kostuttaa liitoksen kunnolla. Ilman juoksutetta kuparin ja komponenttien johtojen oksidi estää juotteen tarttumisen, ja liitoksista tulee tylsiä, pallomaisia ​​tai ei-kostuttavia riippumatta siitä, kuinka kuumaksi rauta tai uuni kuumenee.

Fluksia esiintyy elektroniikkateollisuudessa useissa eri muodoissa: juotoslangan ytimenä, juotospastan sideaineena verrattuna erilliseen fluksiin ja erillisenä nesteenä tai geelinä jälkitöitä varten. Tärkeä asia tässä oppaassa on, että fluks on rakenteensa puolesta kemiallisesti aktiivinen – tämä aktiviteetti puhdistaa metallia, mutta se voi myös jättää jäämiä, jotka on ehkä poistettava, kun fluksin työ on tehty.

2. Puhdas flux vs. ei-puhdas flux: mitä eroa niillä on?

Ero on siinä, mitä jäännöksiä niiden on tehtävä juottamisen jälkeen: puhdistamaton juoksute jättää pienen, vaarattoman ja erittäin resistanssisen jäämän, jonka voi normaalisti jättää piirilevylle, kun taas puhdistettavat juoksuteet (vesiliukoiset ja monet hartsi-/RMA-tyypit) jättävät jäämiä, jotka on poistettava. Juoksuteperhe määrää sekä sen puhdistuksen tehokkuuden että sen jäämien käyttäytymisen:

Puhdistuskielto on oletusarvo suuressa osassa nykyaikaista tuotantoa, koska pesun ohittaminen säästää prosessivaiheen ja estää veden pääsyn herkkien kokoonpanojen lähelle. Vesiliukoinen juoksute valitaan, kun halutaan erittäin voimakas kostutus ja se pesee varmasti piirilevyn. Valinta ei koske pelkästään kemiaa, vaan koko prosessia – se vaikuttaa juotosjuosteen aktiivisuustasoon , komponentteihin ja siihen, tuleeko pinnoite.

3. Pitääkö piirilevy puhdistaa puhdistuksettomalla fluxilla?

Yleensä puhdistamatonta juoksutetta ei tarvitse puhdistaa, mutta on olemassa tärkeitä poikkeuksia: se on puhdistettava, kun piirilevy pinnoitetaan tasaisesti, kun sen on läpäistävä puhtaus- tai suurimpedanssitesti, kun hienojakoinen tai korkeajänniteväli tekee jäämistä riskialttiita tai yksinkertaisesti silloin, kun asiakas vaatii jäämätöntä pinnan. Puhdistamatonta jäännöstä on turvallista jättää vain, jos prosessi on oikea ja jäännös on täysin kovettunut – alilämmitetty puhdistamaton juoksute voi jättää aktiivista, osittain reagoinutta jäännöstä, joka ei ole vaaratonta.

Yleisin yksittäinen syy puhdistamattoman piirilevyn puhdistamiseen on sen jälkeen tuleva pinnoite: konformaalinen pinnoite tarttuu usein huonosti juoksutejäämien päälle, joten piirilevy puhdistetaan ensin, vaikka juoksute oli "puhdasta". Korkean luotettavuuden tuotteet, kaikki tiukoilla, korkeaimpedanssisilla solmuilla varustetut tuotteet ja kosteudelle altistuvat piirilevyt ovat muita tapauksia, joissa jopa vaarattomien jäämien poistaminen on turvallisempaa. Epävarmoissa tilanteissa ratkaisevia tekijöitä ovat luotettavuusluokka, pinnoitteen lisääminen ja asiakkaan omat puhtausvaatimukset.

4. Kuinka puhdistaa virtausjäämät piirilevyltä

Puhdista juoksutusaineen jäännökset juoksutusaineen tyyppiin sopivalla liuottimella – deionisoidulla vedellä (usein saippuointiaineen kanssa) vesiliukoiselle juoksutusaineelle ja elektroniikkakäyttöön tarkoitetulla juoksutusaineen poistoaineella tai isopropyylialkoholilla (IPA) hartsille ja muille jäännöksille – levitä siveltimellä ja anna kuivua kokonaan. Väärän puhdistusaineen käyttö on yleinen virhe: IPA ei poista vesiliukoista jäämää kokonaan, eikä pelkkä vesi poista hartsia. Yleinen menetelmä:

• Sovita puhdistusaine juoksuttimeen. Vesiliukoinen jäännös vaatii vesiliuosta; hartsi ja likaantuneet jäännökset käsitellään erillisellä juoksutenpoistoaineella tai erittäin puhtaalla IPA:lla.
• Ravista varovasti. Pehmeä antistaattinen harja irrottaa jäämiä komponenttien alta ja ympäriltä; vältä nesteen työntämistä osien alle, joita et voi kuivata.
• Kuivaa kokonaan. Jäänyt puhdistusneste on itsessään luotettavuusriski, joten piirilevy on kuivattava kokonaan, erityisesti matalan etäisyyden omaavien osien alla.
• Tarkista, onko sillä merkitystä. Korkean luotettavuuden työssä puhtaus voidaan varmistaa testillä oletuksen sijaan.

Tehtaassa tämä tehdään kontrolloiduilla vesi- tai liuotinpohjaisilla puhdistusjärjestelmillä käsinpesun sijaan, minkä vuoksi tuotantovaiheen piirilevyjen puhdistus antaa johdonmukaisempia ja todennettavissa olevia tuloksia kuin pöytäpuhdistus – tämä on tärkeää, kun piirilevyn luotettavuus riippuu siitä.

5. Mitä tapahtuu, jos jätät väärän juoksutusaineen jäännökset

Aktiivisen flux-jäämän jättäminen piirilevylle voi aiheuttaa sähkökemiallista migraatiota, dendriittien kasvua ja korroosiota, jotka puolestaan ​​johtavat vuotovirtoihin, ajoittaisiin vikoihin tai oikosulkuun kuukausia levyn toimituksen jälkeen. Tämä vikaantumistapa tekee flux-puhtaudesta luotettavuusongelman kosmeettisen ongelman sijaan – ja juuri siksi "puhdistamatta jättäminen" on turvallista vain, kun jäännös on täysin kovettunut ja vaaraton.

Mekanismi on suoraviivainen kemia. Aktiivisen vuon jäännös on lievästi johtavaa ja ionista; kosteuden ja jännitteen vaikutuksesta metalli-ionit kulkeutuvat johtimien välisen raon poikki ja kasvattavat pieniä johtavia filamentteja, dendriittejä, jotka voivat lopulta silloittaa hienojakoisia liitäntäpisteitä ja aiheuttaa oikosulun. Jopa ilman kovaa oikosulkua jäännös alentaa pinnan eristysvastusta ja aiheuttaa vuotoa, joka vääristää korkean impedanssin solmuja ja anturilukemia. Riski kasvaa jyrkästi pienemmän etäisyyden, korkeampien jännitteiden ja kosteiden tai tiivistyvien ympäristöjen myötä – juuri näissä olosuhteissa, joissa piirilevy on vähiten anteeksiantava. Tästä on kaksi käytännön seurausta: jäännös on poistettava ennen kuin piirilevy tiivistetään muotoillulla pinnoitteella , joka muuten lukitsisi sen piiriä vasten, ja erittäin luotettavien tuotteiden puhtaus varmistetaan testeillä eikä oleteta. Sama huolellisuus koskee piirilevyn yleistä puhdistusta minkä tahansa uudelleentyöstön jälkeen, jossa käsinjuottamisesta peräisin oleva vuoto on yleinen piilevä epäpuhtaus.

6. Miten Highleap hallitsee vuota ja puhtautta tuotannossa

Highleap kontrolloi juoksutetta ja puhtautta osana kokoonpanoprosessia valitsemalla juoksutekemian ja puhdistusohjelman luotettavuusluokan ja pinnoitteen mukaan. Puhtaalla linjalla prosessia säädetään siten, että jäännös kovettuu täysin ja on vaaraton; tarvittaessa hallittu puhdistus poistaa jäännösen ja levy kuivataan kunnolla.

Tämä on tärkeintä silloin, kun kokoonpano syöttää suojaavaa pintakäsittelyä. Highleap yhdistää SMT-piirilevyjen kokoonpanon myötävirtaan tulevaan konformaaliseen pinnoitteeseen , kun piirilevyt altistuvat kosteudelle, pölylle tai kemikaaleille, ja puhdistaa ne etukäteen, jotta pinnoite tarttuu. Koska jäämäongelmat johtuvat usein jalanjälki- ja välivalinnoista, myös valmistuskelpoisuuden arviointi ennen valmistusta auttaa. Kun pyydät tarjousta, kerro meille juoksute-/puhtausvaatimukset, tarvitsetko pinnoitetta ja luotettavuusluokan, jotta prosessi on asetettu oikein alusta alkaen.

7. Fluksipuhdistuksen usein kysytyt kysymykset

Voiko juottaa ilman juoksutetta?

Käytännössä ei – paljas metalli hapettuu eikä juote kastele sitä kunnolla. Perustöissä juoksutetta lisätään harvoin erikseen, koska juotoslangan ytimessä on jo juoksutetta; pinta-asennukseen ja uudelleentyöstöön tarvitaan yleensä lisää juoksutetta.

Onko fluksijäännös johtavaa?

Kovettunut, puhdistamaton jäännös on olennaisesti johtamatonta ja erittäin resistanssista, minkä vuoksi se voidaan jättää paikalleen. Aktiivinen tai osittain kovettunut jäännös ja vesiliukoinen jäännös ovat lievästi johtavia ja voivat aiheuttaa vuotoja tai korroosiota, jos niitä ei poisteta.

Voinko puhdistaa virtauksen piirilevystä isopropyylialkoholilla?

Kyllä hartsille ja likaantuneille jäämille — erittäin puhdas isopropyylialkoholi (yli 90 %) ja harja toimivat hyvin. Se ei poista vesiliukoista juoksutetta kokonaan, joka vaatii deionisoitua vettä, joten valitse juoksuttimen tyyppiin sopiva puhdistusaine.

Miksi piirilevylläni on valkoista jäännöstä juottamisen jälkeen?

Valkoinen tai rapea jäämä tarkoittaa yleensä sitä, että juoksutetta on ylikuumennettu, käytetty väärää puhdistusainetta tai että vesiliukoista jäämää on jäänyt reagoimaan. Se tulee puhdistaa pois, koska se voi viitata aktiiviseen jäämään vaarattoman kovettuneen juoksuttimen sijaan.

Vanheneeko juotosfluksi?

Kyllä — juoksute ja juoksutetäyteinen juote hajoavat ajan myötä aktivaattorikemian vanhetessa, ja erityisesti juotospastan säilyvyysaika jääkaapissa on rajallinen. Vanha juoksute kostuu huonosti ja voi jättää vaikeammin puhdistettavia jäämiä, joten se tulisi vaihtaa.

Onko no-clean-fluksi turvallista jättää pitkäaikaisesti päälle?

Kun prosessi on oikea ja jäännös on täysin kovettunut, kyllä ​​– se on suunniteltu pysymään paikallaan loputtomiin. Riski ilmenee alikuumennetuissa tai liiallisissa jäännösaineissa tai korkeajännitteisissä, hienojakoisissa tai kosteissa olosuhteissa, joissa puhdistamisesta tulee turvallisempi vaihtoehto.