Lehimleme Sonrası PCB Temizliği: Kalıntılar ve Yöntemler

Baskılı devre kartları (PCB), korozyona, kaçak akımlara ve uzun vadeli güvenilirlik sorunlarına neden olabilecek lehim artıkları, iyonik kirlenme ve partikülleri gidermek için temizlenir. PCB temizliği , özellikle yüksek güvenilirlik ve yüksek empedanslı kartlarda ve kalıntıların sıkıştığı düşük aralıklı ince aralıklı parçaların altında, koruyucu kaplama öncesinde büyük önem taşır. Her kartın temizliğe ihtiyacı yoktur; modern temizleme gerektirmeyen işlemler, zararsız kalıntı bırakacak şekilde tasarlanmıştır, ancak ne zaman ve nasıl temizleneceğini bilmek, uzun ömürlü kartlar üretmek için çok önemlidir. Bu kılavuz, kalıntıların ne yaptığını, temizliğin ne zaman gerekli olduğunu, yaygın yöntemleri ve temizliğin nasıl doğrulandığını açıklamaktadır.

PCB temizliğinin ortadan kaldırdığı şeyler nelerdir?

Temizleme, lehimleme işleminden sonra devre kartı üzerinde kalan işlem kalıntılarının, esas olarak lehim macunu kalıntılarının, ancak aynı zamanda iyonik kirliliğin, işlem yağlarının ve parçacıkların da giderilmesidir.

Kalıntıların kaynağı

Lehimlemede lehim pastası (flux) olmazsa olmazdır; metali temizleyerek lehimin ıslanmasını sağlar, ancak geride bir kalıntı bırakır. Lehim pastasının kimyasına bağlı olarak, bu kalıntı zararsız bir filmden nemi çeken ve korozyona uğrayabilen aktif, higroskopik bir maddeye kadar değişebilir. Parmak izleri, toz ve kullanımdan kaynaklanan tuzlar da eklendiğinde, bitmiş bir devre kartı görünmez ancak elektriksel olarak önemli kirlilik taşıyabilir.

Temizlik, bilinçli bir adım olarak ele alınmalıdır.

Temizleme işlemi sonradan düşünülen bir şey değil, bir karardır ve kullanılan lehim akısına, ürünün güvenilirlik ihtiyaçlarına ve devre kartının kaplanıp kaplanmayacağına bağlıdır. Üretim hattında, temizleme işlemi PCB montajı sırasında akışa entegre edilir ve yöntem, lehim akısına ve kabul gereksinimlerine uygun olarak belirlenir.

Lehim kalıntısı neden bir problemdir?

Kalıntılar sadece kozmetik bir sorun değildir. Yanlış yerde bırakılan yanlış kalıntı, gerçek elektriksel ve mekanik arızalara neden olur.

Bunların en sinsi olanı elektrokimyasal göçtür: gerilim ve nem altında, iyonik kirlenme, bitişik iletkenler arasında iletken dendritlerin büyümesine ve kısa devreye yol açmasına neden olur. Zamanla geliştiği için, bir devre kartı fabrikada sorunsuz çalışabilir ancak aylar sonra sahada arıza verebilir. İyonik kalıntıdan kaynaklanan yüzey yalıtım direncindeki azalma ölçülebilir bir öncü belirtidir; bu nedenle zorlu devre kartlarında temizliğe büyük önem verilir.

Temizleme Gerektirmeyen Lehimleme Malzemesi: Yine de Temizlemeniz Gerekiyor mu?

Günümüzdeki birçok lehimleme işleminde temizleme gerektirmeyen lehim pastası kullanılıyor; bu da şu soruyu akla getiriyor: Eğer temizleme gerektirmiyorsa, neden temizleme işlemi yapılıyor ki?

Temizleme gerektirmeyen lehim pastası, birçok uygulamada devre kartı üzerinde bırakılması güvenli olan, minimum düzeyde ve esasen aşındırıcı olmayan bir kalıntı bırakacak şekilde formüle edilmiştir. Birçok ticari elektronik üründe durum tam olarak böyledir; devre kartı temizlenmez ve sorun olmaz. Etiket, kullanım amacı dahilinde doğrudur.

Buradaki incelik, "temizleme gerektirmeyen" yöntemin, kalıntının dokunulmadan kalacağını ve uygulamanın buna tolerans göstereceğini varsaymasıdır. Üzerine koruyucu kaplama uygularsanız, başka bir lehimleme kimyasıyla karıştırırsanız veya yüksek güvenilirlik veya yüksek empedanslı bir devre oluşturursanız, kalıntı yine de sorun haline gelebilir. Bu durumlarda, temizleme gerektirmeyen bir devre kartı bile temizlenmelidir. "Temizleme gerektirmeyen" yöntemi "asla temizleme" olarak değerlendirmek yaygın bir hatadır.

Akı Türüne Göre Temizlik İhtiyaçları

Lehimleme işleminde kullanılan lehim pastası, bir devre kartının temizlenmesi gerekip gerekmediğini belirleyen en büyük faktördür.

Suda çözünen lehim pastası en açık örnektir: kalıntısı aşındırıcıdır ve her zaman su bazlı temizleyicilerle çıkarılmalıdır. Reçine bazlı lehim pastaları, özellikle daha aktif olan çeşitleri, genellikle temizlenmesi gereken bir kalıntı bırakır. Temizleme gerektirmeyenler ise, kullanım amacı dahilinde genellikle kalabilir. Önce lehim pastasını belirleyin, ardından kontrollü devre kartı montajı sırasında temizleme adımını ona göre ayarlayın.

PCB Temizliği Ne Zaman Gereklidir?

Bazı durumlarda, lehim teli türünden bağımsız olarak, karar kesin olarak temizleme yönünde verilir.

• Konformal kaplamadan önce. Kaplama, temiz bir yüzeye yapışmalıdır; aksi takdirde altında kalıntı birikebilir.
• Yüksek güvenilirlik ürünleri. Tıp, havacılık, otomotiv güvenliği ve diğer 3. sınıf işler genellikle temizlik ve temizlik doğrulaması gerektirir.
• İnce aralıklı ve düşük aralıklı parçalar. Sık aralıklı veya düşük boşluklu bileşenlerin altından kalıntıları çıkarmak zordur, bu nedenle kasıtlı olarak ele alınması gerekir.
• Yüksek empedanslı veya yüksek voltajlı devreler. Burada çok küçük kaçak akımlar bile önemlidir, bu nedenle hassas analog ve analog yüzeyler de dahil olmak üzere yüzey temizliği kritik öneme sahiptir. yüksek hızlı tasarımlar.
• Karışık akı kimyaları. Farklı akı maddelerinin bir araya getirilmesi, tek başlarına aşındırıcı olmasalar bile aşındırıcı kalıntılar oluşturabilir.

Bu faktörlerin erken aşamada belirlenmesi en iyisidir. Bir tasarım ve süreç incelemesi, devre kartı üretilmeden önce bir kaplama gereksinimini veya temizlik açısından kritik bir devreyi belirleyebilir, böylece doğru temizleme adımı daha sonra keşfedilmek yerine planlanabilir.

PCB Temizleme Yöntemlerinin Karşılaştırılması

Yazma tahtalarını temizlemenin, her biri belirli kalıntılara ve miktarlara uygun, çeşitli yerleşik yöntemleri vardır.

Tezgah üstü çalışmalarda, izopropil alkol ve fırça çoğu leke temizliği için yeterlidir. Üretimde ise, uygun durulama ve kurutma ile sulu yıkama sistemi, parti genelinde tutarlı sonuçlar verir. Su bazlı herhangi bir temizlikten sonra, levha tamamen kurutulmalıdır, çünkü hapsolmuş nem kendi başına güvenilirlik riski oluşturur. Yöntem, lehimleme sıvısının kimyasına uygun olmalıdır; örneğin, suda çözünen lehimleme sıvısı için su bazlı temizlik gereklidir.

PCB Temizliğinin Doğrulanması Nasıl Yapılır?

Temizliğin önemli olduğu panolarda sadece temizlemek yetmez, aynı zamanda doğrulamak da gerekir. Bir panonun ne kadar temiz olduğunu ölçmek için çeşitli standartlaştırılmış testler kullanılır.

• İyonik kirlenme testi. Devre kartındaki toplam iyonik kalıntıyı ölçer, hızlı bir genel temizlik göstergesidir.
• İyon kromatografisi. Ayrıntılı bir tablo için belirli iyon türlerini tanımlar ve nicelendirir.
• Yüzey yalıtım direnci (SIR). Yüzeyin ısı ve nem altında yalıtım özelliğini koruyup korumadığını kontrol eder; bu özellik zamanla bozulur.

Bu prosedürler, IPC'nin test yöntemleri kılavuzunda tanımlanmıştır ve kabul limitleri lehimleme standardı veya kendi spesifikasyonunuza göre belirlenir. Tanımlanmış bir yöntem kullanmak, bir laboratuvardan elde edilen temizlik sonucunun diğeriyle karşılaştırılabilir olduğu anlamına gelir; bu da PCB üretiminde kaliteyi destekleyen standartlaştırılmış test ilkesiyle aynıdır.

Laboratuvar Ortamı ve Üretim Ortamı PCB Temizliği

Temizlik işleminin nasıl yapılacağı büyük ölçüde ölçeğe bağlıdır.

• Yedek kulübesinde: IPA ve bir fırça, dikkatli kurutma ve görsel inceleme, onarımları ve prototipleri kapsar.
• Üretimde: Temizleme aşaması, tutarlı kimyasallar, durulama, kurutma ve doğrulama ile entegre ve kontrollü bir şekilde gerçekleştirilir.

Üretim hacmi arttıkça, üretim yaklaşımı en çok önem kazanır çünkü temizliğin sadece önünüzdeki kartta değil, her kartta tekrarlanabilir olması gerekir. Bu tutarlılık, güvenilir yüksek hacimli montajın bir parçasıdır; burada kontrollü bir temizlik ve doğrulama süreci, güvenilirliği ilk karttan sonuncusuna kadar istikrarlı tutar. Metal çekirdekli devreler gibi ısı açısından yoğun kartlar da aynı temizlik disiplinine tabidir.

Temizlik Gereksinimlerini Tartışın

PCB'lerin temizlenmesi, korozyon, sızıntı ve migrasyon arızalarına karşı koruma sağlar, özellikle kaplama öncesinde ve yüksek güvenilirlik gerektiren kartlarda büyük önem taşır ve standartlaştırılmış temizlik testleriyle doğrulanır. Yöntemi lehim macununa uygun hale getirin, uygulama gerektirdiğinde temizleyin ve güvenilirlik söz konusu olduğunda doğrulayın. Highleap Electronics ve montaj ve temizlik süreçlerimiz hakkında daha fazla bilgi edinebilirsiniz.

Sıkça Sorulan Sorular

Baskılı devre kartının (PCB) temizlenmesine neden ihtiyaç duyulur?

Bakırı aşındırabilen, yüzey yalıtımını düşürebilen ve zamanla sızıntıya veya dendrit kaynaklı kısa devrelere neden olabilen lehim kalıntılarını ve iyonik kirliliği gidermek için temizlik gereklidir. Ayrıca, kirli bir yüzeye güvenilir bir şekilde yapışmayacak olan koruyucu kaplama öncesinde de temizlik şarttır. Gerekli olup olmadığı, lehim teli türüne, uygulamaya ve güvenilirlik gereksinimlerine bağlıdır.

Temizleme gerektirmeyen lehim pastası kullanırsam yine de temizlemem gerekir mi?

Genellikle hayır, çünkü temizleme gerektirmeyen kalıntı, birçok ticari üründe zararsız olacak ve yerinde bırakılacak şekilde tasarlanmıştır. Ancak yine de, yüksek güvenilirlik veya yüksek empedanslı devre kartlarında ve lehimleme kimyasallarını karıştırırken koruyucu kaplama uygulamadan önce temizlik yapmalısınız. "Temizleme gerektirmeyen" ifadesi, kalıntının dokunulmadan kalacağını ve uygulamanın buna tolerans göstereceğini varsayar.

Lehim akısı artıkları ne gibi sorunlara yol açar?

Aktif veya higroskopik kalıntılar bakır ve iletkenlerde korozyona neden olabilir, yüzey yalıtım direncini düşürebilir ve voltaj ve nem altında, iletken dendritlerin büyümesine ve iletkenlerde kısa devreye yol açan elektrokimyasal göçü tetikleyebilir. Bunlar zamanla geliştiği için, kirlenmiş bir devre kartı başlangıçta sorunsuz çalışabilir ancak daha sonra sahada arızalanabilir.

Baskılı devre kartlarını (PCB) temizlemenin yaygın yöntemleri nelerdir?

Sabunlaştırıcı içeren deiyonize su, izopropil alkol gibi çözücüler, hat içi veya toplu sulu yıkama sistemleri ve ultrasonik temizleme. Tezgah onarımlarında genellikle IPA ve fırça kullanılır; üretimde ise kontrollü yıkama sistemleri kullanılır. Su bazlı herhangi bir temizlemeden sonra, nemin hapsolmasını önlemek için levha tamamen kurutulmalıdır.

Temizlik ne zaman kesinlikle gereklidir?

Konformal kaplama öncesinde, yüksek güvenilirlik gerektiren (Sınıf 3) ürünlerde, kalıntıların hapsolduğu ince aralıklı veya düşük mesafeli parçaların altında, sızıntının önemli olduğu yüksek empedanslı veya yüksek voltajlı devrelerde ve lehimleme kimyasalları karıştırıldığında temizlik yapılmalıdır. Bu durumlarda temizlik, atlanmak yerine sürecin bir parçası olarak planlanmalıdır.

Bir devre kartının temiz olduğunu nasıl doğrularsınız?

Standartlaştırılmış testlerle: genel bir ölçüm için iyonik kirlenme testi, belirli türleri tanımlamak için iyon kromatografisi ve yüzeyin ısı ve nem altında hala yalıtım özelliğini koruduğunu doğrulamak için yüzey yalıtım direnci testi yapılır. Bunlar, lehimleme standardından veya müşteri spesifikasyonundan kabul limitleri olan tanımlanmış test yöntemlerini kullanır.

Ultrasonik temizleme parçalara zarar verebilir mi?

Hassas parçaları ve ince iç telleri etkileyebileceğinden dikkatli kullanılmalı ve her montaj için uygun değildir. Kalıntıları gidermede çok etkilidir, ancak kart üzerindeki bileşenlerin buna uygun olması gerekir. Emin değilseniz, sulu yıkama veya çözücü yöntemi daha naziktir.

Kullanılan lehim teli türü, temizlemem gerekip gerekmediğini belirler mi?

Genel olarak evet. Suda çözünen (organik asit) lehim pastası, her zaman su bazlı temizlikle çıkarılması gereken agresif bir kalıntı bırakır. Reçine bazlı lehim pastaları, özellikle aktifleştirilmiş olanlar, genellikle temizlenmeye ihtiyaç duyar. Temizleme gerektirmeyen lehim pastası, genellikle kullanım amacı dahilinde yerinde kalabilir. Önce lehim pastasını belirleyin, ardından temizleme yöntemini ona göre ayarlayın.

Bir tahtayı önce temizlemeden boyarsam ne olur?

Konformal kaplama düzgün yapışmayabilir ve levha üzerinde kalıntıları hapsedebilir; bu da nemi çekmeye ve korozyona neden olmaya devam eder. Sonuç olarak, kaplama performansı düşük olabilir ve daha sonra düzeltilmesi zor olan güvenilirlik sorunları ortaya çıkabilir. Kaplamadan önce temizlik, genel olarak temizliğin en önemli nedenlerinden biridir.

Yüksek yoğunluklu levhalar için temizlik daha mı önemlidir?

Evet. İnce aralıklı ve düşük mesafeli parçalar az boşluk bırakır, bu nedenle kalıntılar çıkarılması zor olan ve sık aralıklı iletkenlere yakın yerlerde sıkışır. Birçok yüksek hızlı ve RF düzeni gibi yoğun veya yüksek empedanslı devre kartlarında, sıkışan bu kalıntının sızıntıya veya göçüne neden olma olasılığı daha yüksektir, bu nedenle dikkatli temizlik ve doğrulama daha önemlidir.