При сборке, доработке или ремонте печатных плат, часто возникает вопрос об очистке поверхности платы. Этот этап требует времени и дополнительных затрат, а при неправильном выполнении может принести больше вреда, чем пользы. Давайте рассмотрим важную информацию, связанную с их очисткой, а также аргументы в пользу проведения этой операции. Очистка печатной платы не является обязательным этапом в процессе сборки электронных устройств, поэтому часто возникает искушение пропустить этот этап — казалось бы, сэкономив время и средства. Так каковы реальные преимущества этого дела?
Улучшенный внешний вид и надежность
В случае контрактной сборки электроники окончательный вид изделия является своеобразной витриной производителя. Видимые невооруженным глазом остатки флюса могут вызвать беспокойство у заказчика и отбить у него охоту к дальнейшему сотрудничеству. Даже не оказывая негативного влияния на работу схемы, примеси негативно сказываются на мнении о производителе.
Требования надежности связаны с функцией производимого продукта. В случае с товарами бытовой электроники наличие дефектов обычно не связано напрямую с серьезной опасностью для пользователей — как правило, никто не теряет здоровье или жизнь, если компьютерная клавиатура или мышь вдруг отказываются слушаться. Таким образом, для этого типа устройств производители могут пропустить этап очистки.
С другой стороны, при производстве медицинских изделий нет права на ошибку, так как неисправность может привести непосредственно к опасной для жизни ситуации. Тогда промывка печатной платы будет необходимым этапом, как после процесса сборки, так и после любого сервисного вмешательства в конструкцию схемы.
Защита от коррозии
Остатки флюса на печатной плате кислые. Если их не удалить с поверхности платы, они могут поглощать влагу из воздуха и вызывать коррозию выводов или отдельных компонентов.
Перед покраской той или иной поверхности ее необходимо правильно подготовить, в том числе очистить. Если сделать это недостаточно аккуратно, новое лакокрасочное покрытие быстро начнет шелушиться и со временем отвалится. Точно такие же правила регламентируют сборку электронных схем и нанесение на них защитного покрытия.
Если перед началом процесса нанесения защитного покрытия поверхность плохо очищена, часто можно наблюдать деформации и отслоения этого покрытия. Кроме того, покрытия чаще всего изготавливаются из полупроницаемых материалов, что делает их способными пропускать определенное количество влаги с обеих сторон. Вода может попасть в остатки флюса и привести к коррозии.
Защита от роста дендритных структур
Ионизированные частицы флюса, оставшиеся в процессе сборки, могут вызвать серьезные проблемы с надежностью печатной платы.
Эти частицы имеют электрический заряд, заставляющий их оставаться на поверхности платы благодаря электростатическим силам. Во влажной среде ионные примеси могут сливаться в удлиненные структуры, называемые дендритами. Они проводят электричество, поэтому могут привести к короткому замыканию в схеме.
Уровень ионных примесей на поверхности печатной платы можно измерить с помощью соответствующих контрольно-измерительных приборов. К примеру тестеры ионной чистоты позволяют оценить качество процесса сборки, что отражается на надежности конечного продукта.
Ручная и автоматическая очистка
Удаление загрязнений с поверхности печатных плат может производиться как вручную, так и в полуавтоматическом или полностью автоматическом режиме. Ручная очистка чаще всего встречается в случае сервисных работ, ремонта оборудования или при очень небольшом объеме производства. Эффекты этого типа очистки во многом зависят от умения и точности оператора. В случае больших объемов производства или стремления добиться высокой повторяемости процесса необходимо использовать приспособления. Что касается ручной очистки, ее можно реализовать следующим образом:
- аэрозольная очистка – одним из достоинств спреев для удаления остатков флюса является простота использования и возможность относительно точного нанесения, благодаря использованию тюбика, обычно входящего в комплект.
- очистка аэрозолем с щеткой – добавление щетки в набор позволяет распылять спрей при механической очистке от загрязнений.
- очистка методом погружения – плату можно полностью погружать в емкость с чистящим раствором. Затем более стойкие загрязнения удаляются ватными тампонами или щетками. Эффективность этого процесса можно повысить за счет нагрева чистящего раствора, но это возможно только при использовании негорючих веществ.
- точечная очистка – ватный тампон можно смочить в растворителе и использовать для локального удаления загрязнений. Для большего удобства пользователей в продажу также были введены готовые салфетки и чистящие тампоны, пропитанные растворителем.
Автоматическая или полуавтоматическая очистка требует специального устройства:
- Ультразвуковая очистка – очистка ультразвуком основана на использовании энергии звуковых волн для разрушения загрязнений на более мелкие фрагменты, которые затем удаляются с поверхности плитки. Большинство ультразвуковых очистителей имеют возможность подогрева очищающей жидкости, что повышает эффективность процесса. Правда ультразвуковая очистка может не подходить для определенных типов электронных компонентов, например керамические резисторы.
- Очистка паром – пароочистители позволяют добиться очень хороших результатов, благодаря чему их часто используют для изделий, требующих высокой надежности, таких как медицинские приборы и аэрокосмическая техника. Печатная плата может быть погружена в емкость с кипящим растворителем или помещена в поток образующегося пара. В этом процессе должны использоваться специальные виды растворителей проявляющие азеотропные свойства — это означает, что после конденсации пара над смесью получается вещество с точно таким же химическим составом, что и исходная смесь. Это свойство позволяет проводить процесс очистки в непрерывном цикле, без необходимости постоянной подачи нового растворителя.
- Машины периодической очистки флюса – устройства этого типа в основном представляют собой своеобразные посудомоечные машины для печатных плат. Печатные платы помещаются в отсеки, а растворитель циклически распыляется внутри машины, как в посудомоечной машине.
- Поточные машины для очистки флюса – такая машина работает по принципу, аналогичному автомойке – платы перемещаются по линии через соответствующие зоны, где схемы промываются, ополаскиваются и высушиваются. В процессе используются водные растворители.
В общем количество доступных методов очистки печатных плат довольно велико. Выбор же наиболее оптимального метода зависит от вида загрязнения, имеющихся инструментов и требований к итоговому продукту. И конечно надо помнить что чистящие средства и приемы должны быть подобраны таким образом, чтобы не повредить очищаемую плату.