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公共资料

电子产品pcba板清洁的必要性和工艺要求!

发布日期:2018/8/9 11: 13

在PCBA加工过程中,焊膏和助焊剂会产生残留物质。残留物中含有有机酸和可分解的离子,其中有机酸具有腐蚀作用,垫上残留的离子会引起短路。 PCBA板上的残留物很脏,不符合客户对产品清洁度的要求。因此,清洁PCBA板非常必要。

什么是PCBA加工污染?

污染物定义为任何表面沉积物,杂质,熔渣夹杂物和吸附物,它们将PCBA的化学,物理或电学性质降低到不希望的水平。主要有以下几个方面:

1.构成PCBA的组件,PCB本身的污染或氧化会给PCBA板表面带来污染;

2,PCBA在制造过程中,需要使用焊锡膏,焊锡丝,焊锡丝等进行焊接,其中助焊剂会在焊接过程中产生残留物,在PCBA板表面形成污染,是主要污染物; p>

3.手工焊接过程中产生的手印。波峰焊接工艺会产生一些波峰焊足迹和焊接托盘(夹具)。 PCBA表面也可具有不同水平的其他类型的污染物,例如阻塞。孔胶,高温胶带残留胶,手写和飞尘;

4.工作场所中的灰尘,水和溶剂中的蒸汽和烟雾,细颗粒有机物质以及静电引起的PCBA附着的带电粒子污染。

以上描述主要涉及组装过程中的污染物,尤其是焊接过程。

在焊接过程中,由于金属的加热而形成薄的氧化膜,这将阻碍焊料渗透并影响焊点合金的形成,这容易出现焊接和假焊接的现象。助焊剂具有脱氧功能,可去除焊盘和元件的氧化膜,确保焊接顺畅。因此,在焊接过程中需要焊剂。焊剂在焊接过程中形成良好的焊点以及足够的镀敷通孔填充率方面起着至关重要的作用。焊剂在焊接中的作用是去除PCB焊接表面上的氧化物,以达到金属表面必要的清洁度,破坏焊料的表面张力,防止焊料和焊料表面在焊接过程中再氧化,增加它的扩散力,并帮助热量。转移到焊接区域。助焊剂的主要成分是有机酸,树脂和其他成分。高温和复杂的化学反应改变了助焊剂残留物的结构。残留物通常是通过聚合物,卤化物和锡铅反应产生的金属盐。它们具有强吸附性能,溶解性极差,使其更难清洁。

PCBA清洗的目的,为什么要PCBA清洗?

1.外观和电气性能要求

污染物对PCBA的最直观影响是PCBA的外观。如果在炎热,潮湿的环境中放置或使用,残留物中可能会有水分褪色。由于元件中无铅芯片,微型BGA,芯片级封装(CSP)和0201元件的大量使用,元件与电路板之间的距离缩小,电路板尺寸减小,组装密度增加。实际上,如果卤化物隐藏在组件下面或者组件不在组件下面,则部分清洁可能由于卤化物释放而导致灾难性后果。这也会导致枝晶生长,这可能会导致短路。离子污染物的不当清洁会引起许多问题:较低的表面电阻,腐蚀和导电表面残留物会在电路板表面形成树枝状分布(枝晶),导致电路部分短路,如图所示。

一文看懂pcba板清洁方法与要求

对军用电子设备可靠性的主要威胁是锡须和金属间化合物。这个问题一直存在。锡晶须和金属间化合物最终会导致短路。在潮汐环境和电力的情况下,如果组件上的离子太污染,可能会导致问题。例如,由于电解锡晶须的生长,导体的腐蚀或绝缘电阻的降低,电路板上的布线被短路,如图所示

一文看懂pcba板清洁方法与要求

不正确的非离子污染物清洁也会引起一系列问题。可能导致电路板掩模附着力差,连接器接触不良,对运动部件和插头的物理干扰不良,以及保形涂层的附着力差,而非离子污染物也可能在其中包裹离子污染物,并且可能另外一些包裹和带入碎片和其他有害物质。这些都是不容忽视的问题。

2,三防漆涂层需求

为了使三种防油漆可靠,PCBA的表面清洁度必须符合IPC-A-610E-2010 Level III的要求。在表面涂覆之前未被洗掉的树脂残留物可能导致保护层分层或保护层破裂;活化剂残留物可能在涂层下引起电化学迁移,导致涂层破裂保护失效。研究表明,通过清洁可以增加50%的涂层附着力。

3,无需清洁,请清洁

根据现行标准,“免清洗”一词意味着从化学角度看,电路板上的残留物是安全的,对电路板没有任何影响,可以留在电路板上。腐蚀,表面绝缘电阻(SIR),电迁移和其他专业检查方法的检测主要用于确定卤素/卤化物含量,以确定组装后免清洗组件的安全性。然而,即使使用低固含量的免清洗助焊剂,也会有或多或少的残留物。对于具有高可靠性要求的产品,电路板上不允许有任何残留物或其他污染物。对于军事应用,甚至需要清洁一次性电子组件。

常见的PCBA清洁过程

1.全自动在线清洗机

全自动在线清洗机物理图,如图7所示。清洗机彻底有效地清除表面残留的有机和无机污染物,如松香助焊剂,水溶性助焊剂,免清洗助焊剂/焊接等。 SMT/THT焊接后的PCBA。它适用于大批量PCBA清洁。它安装在电气设备生产线上,配有安全自动清洗设备。它完成化学清洗(或水基清洗),水基冲洗和不同腔室的干燥。在清洁过程中,PCBA通过清洁机的传送带在不同的溶剂中清洁。清洁液必须与组件,PCB表面,金属电镀,镀铝,标签,书写等兼容。应考虑使用特殊部件进行清洁。

清洗过程为:进化学----化学预洗---化学清洗---化学分离----预漂洗 - 漂洗---最终喷涂---风切干燥---烘干。

2.半自动离线清洗机

半自动离线物理图,如图9所示。清洁机彻底有效地清除SMT后PCBA表面残留的有机和无机污染物,如松香助焊剂,水溶性助焊剂,免清洗助焊剂/焊膏/THT焊接。适用于小批量多品种PCBA清洗。它可以通过手动运输设置在生产线的任何地方。它可以离线完成化学清洗(或水基清洗),水基冲洗和一个腔体的干燥。在清洁过程中,PCBA通常由固定装置固定或放在篮子中。清洁溶液必须与组件,PCB表面,金属电镀,镀铝,标签,书写等兼容。清洁。 PCBA在清洁篮中的放置密度和放置角度有一定的要求。这两个因素对清洁效果有直接影响。

3.PCBA在线单面触摸刷清洗机

该设备专为波峰焊接后的助焊剂清洗而设计,而非手动刷涂,降低了清洗成本; 经过多次刷涂,焊接后可有效去除PCBA上的助焊剂残留物,不会弄湿前部组件; 最大可清洗PCBA,宽度为350mm;
设备采用人性化设计,刷子易拆卸,可实现快速清洗和更换; 可调整轨道宽度,调整运输速度和刷牙频率;
进入波峰焊后,可实现全自动在线清洗。

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4.手动洗衣机

SMT/THT的PCBA焊接后,手动清洗机彻底,有效地清除松香助焊剂,水溶性助焊剂,松香助焊剂,免清洗助焊剂/焊接等有机和无机污染物。适用于小批量样品的PCBA清洗。它是温度控制的,适用于MPC微相清洗剂的手动清洗过程,以在恒温浴中完成化学清洗。

注意:一些PCBA制造商也使用超声波清洗作为低成本,易于实施的解决方案。但是,航空航天军事限制(禁止)使用超声波清洗技术,超级

声波清洁不应用于清洁带有电子元件的电气或电子元件,组件或组件。在清洁过程中应采取保护措施,以防止损坏部件(美国军用标准DOD-STD-2000-4A《电气和电子设备通用焊接技术要求》); IPC-A-610E-2010 Level 3标准通常也禁止超声波清洗过程。

一文看懂pcba板清洁方法与要求

常见的清洁方法

1.水基清洗工艺:喷涂或浸渍

2.半水清洗工艺:用碳氢化合物清洗后用水冲洗

3.真空清洗工艺:多元醇或改性醇

4.气相清洗工艺:HFE,HFC,nPB(正溴丙烷),共沸物

PCBA清洁度检测方法,如何检查PCBA是否干净

1.视觉检查方法

使用放大镜(X5)或光学显微镜观察PCBA,通过观察焊剂固体残渣,锡渣锡珠,未固定金属颗粒和其他污染物的存在或不存在来评价清洁质量。通常要求PCBA的表面尽可能清洁,并且不应看到痕迹的残留物或污染物。这是一个定性指标。它通常针对用户的要求,测试标准由其自身设置,以及检查中使用的放大镜的倍数。该方法简单易行。缺点是不可能检查组分底部的污染物和残留的离子污染物,这适用于要求不高的场合。

2.溶剂萃取试验方法

溶剂萃取测试方法也称为离子污染物含量测试。它是离子污染物含量的平均测试。该测试通常通过IPC方法(IPC-TM-610.2.3.25)进行,该方法是将清洁的PCBA浸入离子污染测试仪的测试溶液中(75%)。将2%纯异丙醇加25%去离子水),将离子残余物溶解在溶剂中,小心地收集溶剂以测定其电阻率。离子污染物通常衍生自助熔剂的活性材料,例如卤化物离子,酸离子和腐蚀产生的金属离子,结果以每单位面积的氯化钠(NaCl)当量表示。也就是说,这些离子污染物(包括仅可溶解在溶剂中的那些)的总量(其等于NaCl的量)不一定存在于PCBA的表面上或仅存在NaCl。

3.表面绝缘电阻测试方法(SIR)

该方法测量PCBA上导体之间的表面绝缘电阻。表面绝缘电阻的测量可以指示由于各种温度,湿度,电压和时间条件引起的泄漏。优点是直接测量和定量测量;并且可以检测局部区域中的通量的存在。由于PCBA焊膏中的残余焊剂主要存在于器件和PCB之间的间隙中,尤其是BGA的焊点,因此为了进一步验证清洁效果,更难以去除,或验证所用焊膏的安全性(电气性能)。测量元件和PCB之间间隙的表面电阻通常用于验证PCBA的清洁效果。一般SIR测量条件是在环境温度85℃,环境湿度85%RH和100V测量偏差下170小时。

4.离子污染物当量测试方法(动态方法)

5.检测助焊剂残留

PCBA清洁注意事项

焊接后应尽快清洁印刷电路板组件(因为焊剂残留物会随着时间的推移而硬化并形成金属卤化物等腐蚀性物质),从而完全去除印刷电路板上残留的焊剂,焊料和其他污染物。

在清洁过程中,防止有害清洁剂进入未完全密封的组件,以免损坏或可能损坏组件。清洁印刷电路板组件后,在40~50℃的烘箱中烘烤20~30分钟。在清洁部件未干燥之前,不应用裸露的手触摸装置。清洁不应影响组件,标记,焊点和印刷电路板。通用电子产品PCBA的组装受SMT + THT工艺的限制,该工艺需要进行波峰焊,回流焊,手工焊接和其他焊接工艺。无论焊接方式如何,组装(电气组装)过程都是主要过程。组装污染源。清洁是焊料残留物的溶解去除过程。清洁的目的是通过确保良好的表面电阻和防止泄漏来延长产品的寿命。

从不断发展的电子市场中可以看出,现代和未来的电子产品将变得越来越小,对高性能和可靠性的要求将比以往更加强大。彻底清洁是一项非常重要且技术性很强的工作,它直接影响电子产品的使用寿命和可靠性,以及保护环境和人类健康。从整个生产过程系统的角度来看,有必要重新理解和解决焊料清洁问题。该解决方案的实施应结合使用焊剂材料,如助焊剂,焊膏,焊锡丝等,以便清洗有机溶剂,无机溶剂及其混合溶剂或水或不清洗有效去除残留物,使清洁清洁更容易满足客户的期望。

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