Tecnología PCBA - Evaluación del efecto de limpieza de pcba

Evaluación del efecto de limpieza de pcba

1. los contaminantes contaminantes contaminantes del pcba se refieren a cualquier sedimento superficial, impurezas, escoria y adsorbente que reduzca las propiedades químicas, físicas o eléctricas del pcba a niveles no calificados. Hay principalmente los siguientes aspectos:

1. los componentes que componen el pcba, la contaminación o oxidación de los propios pcb, etc., pueden causar contaminación en la superficie de la placa pcba;

2. los residuos producidos por el flujo durante la producción también son los principales contaminantes;

3. huellas dactilares, garras de cadena y marcas de accesorios producidas durante la soldadura, así como otros tipos de contaminantes, como pegamento de bloqueo, cinta de alta temperatura, escritura y polvo volador, etc.;

4. contaminación causada por polvo, agua y vapor de disolvente, humo, materia orgánica pequeña y electricidad estática adherida al pcba en el lugar de trabajo.

2. los peligros de la contaminación pueden causar riesgos potenciales de pcba directa o indirectamente, como:

1. los ácidos orgánicos en los residuos pueden causar corrosión al pcba;

2. durante el proceso de electrificación, los iones eléctricos en los residuos causan migración eléctrica debido a la diferencia de potencial eléctrico entre los puntos de soldadura, lo que hace que el producto se cortocircuite y falle;

3. los residuos afectan el efecto del recubrimiento;

4. a medida que cambia el tiempo y la temperatura ambiente, el recubrimiento presenta grietas y descamación, lo que causará problemas de fiabilidad.

3. el problema típico del fracaso del pcba debido a la contaminación 1. Corrosión

El componente pcba utiliza el componente de pin inferior de la placa base de hierro. Debido a la falta de cobertura inferior de la soldadura, el sustrato de hierro produce rápidamente fe3 + bajo la corrosión de iones halógenos y humedad, lo que hace que la superficie de la placa se vuelva roja. además, en ambientes húmedos, los contaminantes de iones ácidos pueden corroer directamente los cables de cobre, los puntos de soldadura y los componentes, causando fallas en El circuito.

2. migración eléctrica

Si hay contaminación iónica en la superficie del pcba, es fácil que se produzca una electromigración, el metal ionizado se mueve entre electrodos opuestos y se reduce al metal original en el extremo opuesto, produciendo así un fenómeno de rama llamado distribución de rama (rama, rama, barba de estaño), y el crecimiento de la rama puede causar un cortocircuito local en el circuito.

3. mala exposición eléctrica

Durante el montaje del pcba, algunas resina (como residuos de resina) a menudo contaminan los dedos de oro u otros conectores. Cuando el pcba funciona en climas de alta temperatura o alta temperatura, los residuos se vuelven pegajosos, absorben fácilmente polvo o impurezas y provocan un aumento de la resistencia al contacto. Grandes e incluso fallas de apertura. La corrosión de la capa de níquel en la almohadilla de la superficie del PCB en la soldadura bga y la presencia de una capa rica en fósforo en la superficie de la capa de níquel reducen la resistencia de unión mecánica de la soldadura y la almohadilla. Cuando se somete a tensión normal, aparecen grietas, lo que resulta en un fallo de contacto puntual.

En cuarto lugar, la necesidad de limpieza. Requisitos de apariencia y rendimiento eléctrico

El impacto más intuitivo de la contaminación por pcba es la aparición de pcba. Si se coloca o se utiliza en ambientes de alta temperatura y alta humedad, los residuos pueden absorber agua y blanquearse. Debido al uso generalizado de chips sin plomo, bga en miniatura, encapsulamiento a nivel de chip (csp) y 01005 en componentes, la distancia entre los componentes y la placa de circuito se reduce, el tamaño se miniaturiza y la densidad de montaje aumenta. Si los halógenos se esconden debajo de componentes que no se pueden limpiar, la limpieza local puede tener consecuencias catastróficas debido a la liberación de halógenos.

2. demanda de pintura a prueba de tres pinturas

Antes del recubrimiento de la superficie, los residuos de resina no eliminados pueden causar la estratificación o agrietamiento de la capa protectora; Los residuos del agente activo pueden causar migración electroquímica bajo el recubrimiento, lo que hace que el recubrimiento no pueda evitar el agrietamiento. Los estudios han demostrado que la limpieza puede aumentar la adherencia del recubrimiento en un 50%.

3. no es necesario limpiar sino también limpiar

Según las normas vigentes, el término "no limpio" se refiere a que desde un punto de vista químico los residuos de la placa de circuito son seguros, no tienen ningún impacto en la línea de producción de la placa de circuito y pueden permanecer en la placa de circuito. Los métodos especiales de detección, como la corrosión, el Señor y la electromigración, se utilizan principalmente para determinar el contenido de halógeno, y luego determinar la seguridad de los componentes no limpios después de la finalización del montaje.

Sin embargo, incluso con flujos sin limpieza de bajo contenido sólido, habrá más o menos residuos. Para los productos con altos requisitos de fiabilidad, no se permiten residuos ni contaminantes en la placa de circuito. Para las aplicaciones militares, ni siquiera se necesitan componentes electrónicos limpios.

En quinto lugar, la limpieza requiere que los fabricantes chinos de PCB se enfrenten a dificultades para elegir el nivel de limpieza necesario para producir hardware confiable. El problema de "lo limpio que es lo suficientemente limpio" plantea más desafíos para los cables y líneas cada vez más estrechos. La limpieza aceptable en un sector de la industria (como los juguetes procesados con smt) puede ser inaceptable en otro (como el encapsulamiento de chips invertidos).

Hay que tener en cuenta los siguientes factores:

1. entorno de uso final (aeroespacial, médico, militar, automotriz, tecnología de la información, etc.)

2. ciclo de servicio de diseño del producto (90 días, 3 años, 20 años, 50 años, vida útil + 1 día)

3. tecnología involucrada (alta frecuencia, alta resistencia, fuente de alimentación)

4. el fenómeno de falla corresponde a los productos de los productos terminales 1, 2 y 3 definidos por el estándar (por ejemplo: teléfono móvil, regulador de frecuencia cardíaca).

6. las pruebas cualitativas y cuantitativas del efecto de limpieza del pcba se evalúan con indicadores de limpieza. Criterios de nivel de limpieza

De acuerdo con las regulaciones pertinentes de la norma militar de la industria electrónica de la República Popular China sj20896 - 2003, de acuerdo con los requisitos de fiabilidad y rendimiento de los productos electrónicos, la limpieza de los productos electrónicos se divide en tres niveles, como se muestra en la tabla.

En la práctica, la eliminación de la contaminación es prácticamente imposible. El compromiso es determinar el grado de contaminación aceptable e inaceptable en la placa de circuito. De acuerdo con el estándar de tres niveles de residuos de flujo estándar IPC - J - STD - 001, el estándar de tres niveles de contenido de contaminantes iónicos requiere 1,5 (nacl) ugcm2, y la resistencia de extracción es superior a 2 * 106.

Tenga en cuenta que con la miniaturización del pcba, este contenido es casi seguro demasiado alto. Los contaminantes iónicos comúnmente utilizados ahora requieren alrededor de 0,2 (nacl) ugcm2.

2. método de detección de limpieza pcba

Método de examen visual: observar el pcba con una lupa o un microscopio óptico para evaluar la calidad de la limpieza observando la presencia de residuos de flujo sólido, cuentas de estaño de residuos, partículas metálicas no fijas y otros contaminantes. El IPC - A - 610 "aceptabilidad de los componentes electrónicos" proporciona una guía general de inspección después del montaje.

Los criterios de inspección visual enumerados en el IPC - A - 610 oscilan entre 1 * (a simple vista) y 10 *, como método de juicio.

Nota 1: la inspección visual puede requerir el uso de un dispositivo de amplificación. Por ejemplo, cuando existen equipos de espaciamiento fino o componentes de alta densidad, es necesario ampliar para comprobar si los contaminantes afectan la apariencia, el montaje o la función del producto.

Nota 2: si se utiliza un dispositivo de amplificación, el aumento no debe exceder de 4 *.

Método de prueba de extracción con disolvente: el método de prueba de extracción con disolvente se llama prueba media del contenido de contaminantes iónicos. El ensayo se realiza generalmente mediante el método IPC (ipc - TM - 610.2.3.25), en el que el pcba inmediatamente después de la limpieza se sumerge en la contaminación por iones. en la solución de ensayo del analizador, se disuelven los residuos iónicos en el disolvente, se recoge cuidadosamente el disolvente y se mide su resistencia eléctrica.

Método de prueba de resistencia al aislamiento superficial (sir): este método de prueba se utiliza para medir la resistencia al aislamiento superficial entre conductores en pcba. La medición de la resistencia al aislamiento superficial puede indicar fugas eléctricas causadas por la contaminación en diversas condiciones de temperatura, humedad, voltaje y tiempo. Su ventaja es la medición directa y la medición cuantitativa. Las condiciones generales de medición del Sir son 170 horas de prueba a una temperatura ambiente de 85 ° c, una humedad del 85% RH y un sesgo de medición de 100v.

Método de prueba de equivalencia de contaminantes iónicos (método dinámico): Véase la sección 6.3 de sj20869 - 2003.

Detección de residuos de flujo: Véase la sección 6.4 de sj20869 - 2003.