Technologie PCBA - Évaluation de l'efficacité du nettoyage PCBA

Évaluation de l'efficacité du nettoyage PCBA

1. Par polluant PCBA, on entend tout dépôt de surface, impureté, scories et substances adsorbantes qui réduisent les propriétés chimiques, physiques ou électriques du PCBA à des niveaux non conformes. Il y a principalement les aspects suivants:

1. Les composants qui composent le PCBA, la contamination ou l'oxydation du PCB lui - même, etc., peuvent causer une contamination de la surface de la plaque PCBA;

2. Les résidus produits par le flux pendant la production sont également des contaminants majeurs;

3. Les empreintes de main, les griffes de chaîne et les traces de pinces produites lors du soudage, ainsi que d'autres types de contaminants tels que le blocage de colle, le ruban adhésif haute température, l'écriture et la poussière volante, etc.;

4. Contamination par la poussière, l'eau et les vapeurs de solvant, les fumées, les matières organiques microscopiques sur le lieu de travail et l'électricité statique attachée au PCBA.

2. Dangers de la contamination la contamination peut entraîner, directement ou indirectement, des risques potentiels pour la PCBA, tels que:

1. Les acides organiques contenus dans les résidus peuvent provoquer une corrosion du PCBA;

2. Au cours de la mise sous tension, en raison de la différence de potentiel entre les points de soudure, les ions électriques dans le résidu provoquent une migration électrique, rendant le court - circuit du produit inutilisable;

3. Les résidus affectent l'effet du revêtement;

4. Avec le changement de temps et de température ambiante, il y aura des fissures et des écaillages de revêtement, ce qui entraînera des problèmes de fiabilité.

3. Problèmes typiques de défaillance PCBA causés par la contamination 1. Corrosion

Les composants PCBA utilisent un composant de broche inférieure de la plaque de base en fer. Le substrat de fer produit rapidement du Fe3 + sous la corrosion des ions halogènes et de l'humidité en raison de l'absence de revêtement de fond de soudure, ce qui rend la surface de la plaque rouge. En outre, dans un environnement humide, les contaminants ioniques acides peuvent corroder directement les conducteurs de cuivre, les points de soudure et les composants, provoquant des pannes de circuit.

2. Migration électrique

S'il y a contamination ionique à la surface du PCBA, l'électromigration se produit facilement, le métal ionisé se déplaçant entre les électrodes opposées et étant réduit au métal d'origine à l'extrémité opposée, créant ainsi un phénomène dendritique appelé distribution dendritique (dendritique, dendritique, moustache d'étain), dont la croissance peut entraîner un court - circuit local dans le circuit.

3. Mauvais contact électrique

Lors de l'assemblage PCBA, certaines résines, telles que les résidus de colophane, contaminent souvent les doigts d'or ou d'autres connecteurs. Lorsque le PCBA fonctionne dans des climats chauds ou chauds, les résidus deviennent collants, absorbent facilement la poussière ou les impuretés et entraînent une résistance de contact accrue. Grandes pannes, même en circuit ouvert. La corrosion de la couche de nickel sur les plots de surface du PCB dans les Plots BGA et la présence d'une couche riche en phosphore à la surface de la couche de nickel réduisent la résistance mécanique de liaison des plots et des plots. Des fissures apparaissent lorsqu'elles sont soumises à une contrainte normale, ce qui entraîne une défaillance du contact ponctuel.

Quatrièmement, la nécessité de la propreté. Exigences en matière d'apparence et de performance électrique

L'effet le plus intuitif de la contamination par le PCBA est l'apparition du PCBA. S'il est placé ou utilisé dans un environnement chaud et humide, les résidus peuvent absorber l'humidité et blanchir. En raison de l'utilisation généralisée des puces sans fil, des micro - BGA, des boîtiers au niveau de la puce (CSP) et du 01005 dans les composants, la distance entre les composants et la carte est réduite, les dimensions sont miniaturisées et la densité d'assemblage augmente. Si l'halogénure est caché sous une pièce qui ne peut pas être nettoyée, le nettoyage local peut avoir des conséquences catastrophiques en raison de la libération de l'halogénure.

2. Trois besoins de revêtement anti - peinture

Les résidus de résine qui n'ont pas été éliminés avant le revêtement de surface peuvent provoquer la délamination ou la fissuration de la couche de protection; Les résidus d'agents actifs peuvent provoquer une migration électrochimique sous le revêtement, ce qui entraîne une défaillance de la protection du revêtement sans fissuration. Des études ont montré que le nettoyage peut augmenter l'adhérence du revêtement jusqu'à 50%.

3. Pas besoin de nettoyer aussi besoin de nettoyer

Selon les normes en vigueur, le terme "impur" signifie que les résidus de la carte sont sûrs d'un point de vue chimique, n'ont aucun effet sur la ligne de production de la carte et peuvent rester sur la carte. Des méthodes de détection spéciales telles que la corrosion, le Sir, l'électromigration, etc., sont principalement utilisées pour déterminer la teneur en halogénures, puis déterminer la sécurité des composants sans nettoyage une fois l'assemblage terminé.

Cependant, même avec un flux sans nettoyage à faible teneur en solides, il y aura encore plus ou moins de résidus. Pour les produits nécessitant une grande fiabilité, aucun résidu ou contaminant n'est autorisé sur la carte. Pour les applications militaires, il n'est même pas nécessaire de nettoyer les composants électroniques.

V. Exigences de propreté les fabricants de PCB chinois ont du mal à choisir le niveau de propreté requis pour produire du matériel fiable. La question « comment propre est assez propre» pose plus de défis aux fils et lignes de plus en plus étroits. Une propreté acceptable dans un domaine de l'industrie (par exemple, les jouets après traitement SMT) peut ne pas être acceptable dans un autre (par exemple, l'emballage à puce inversée).

Les facteurs suivants doivent être pris en compte:

1. Environnement d'utilisation finale (aérospatiale, médicale, militaire, automobile, informatique, etc.)

2. Cycle de service de conception du produit (90 jours, 3 ans, 20 ans, 50 ans, durée de conservation + 1 jour)

3. Technologie impliquée (haute fréquence, Haute impédance, alimentation)

4. Le phénomène de défaillance correspond aux produits des produits terminaux 1, 2, 3 définis par la norme (par exemple: téléphones portables, régulateurs de fréquence cardiaque).

6. L'examen qualitatif et quantitatif de l'effet de nettoyage PCBA est évalué par l'indice de propreté. Norme de classe de propreté

Selon les dispositions pertinentes de la norme militaire sj20896 - 2003 de l'industrie électronique de la République populaire de Chine, la propreté des produits électroniques est divisée en trois classes, comme indiqué dans le tableau, en fonction des exigences de fiabilité et de performance des produits électroniques.

Dans le travail pratique, l'élimination de la pollution est pratiquement impossible. Le compromis est de déterminer le degré de contamination acceptable et inacceptable sur la carte. Conformément à la norme IPC - J - STD - 001 flux résidu niveau III norme spécification & lt; 40 ugcm2 teneur en contaminants ioniques niveau III norme exigence 1,5 (NaCl) ugcm2 résistivité d'extraction & gt; 2 * 106

Notez que ce contenu est presque certainement trop élevé avec la miniaturisation du PCBA. Les contaminants ioniques couramment utilisés nécessitent maintenant environ 0,2 (NaCl) ugcm2.

2. Méthode de détection de propreté PCBA

Méthode d'inspection visuelle: le PCBA est observé à l'aide d'une loupe ou d'un microscope optique pour évaluer la qualité du nettoyage en observant la présence de résidus solides de flux, de billes d'étain, de particules métalliques non fixées et d'autres contaminants. IPC - a - 610 "acceptabilité des composants électroniques" fournit des directives générales pour l'inspection après assemblage.

Les critères d'inspection visuelle énumérés dans la norme IPC - a - 610 vont de 1 * (à l'œil nu) à 10 * comme méthode de jugement.

Note 1: l'inspection visuelle peut nécessiter l'utilisation d'un dispositif d'agrandissement. Par exemple, lorsque des dispositifs à espacement fin ou des composants à haute densité sont présents, un zoom avant est nécessaire pour vérifier si les contaminants peuvent affecter l'apparence, l'assemblage ou la fonction du produit.

Note 2: si un dispositif d'agrandissement est utilisé, le grossissement ne doit pas dépasser 4 *.

Méthode d'essai d'extraction par solvant: la méthode d'essai d'extraction par solvant est appelée essai moyen de la teneur en contaminants ioniques. Les essais sont généralement effectués selon la méthode IPC (IPC - TM - 610.2.3.25), c'est - à - dire que le PCBA nettoyé est immergé dans une contamination ionique. Dans la solution d'essai de l'analyseur, le résidu ionique est dissous dans le solvant, le solvant est soigneusement recueilli et sa résistivité est mesurée.

Méthode de test de résistance d'isolation de surface (SIR): Cette méthode de test est utilisée pour mesurer la résistance d'isolation de surface entre les conducteurs sur un PCBA. Les mesures de résistance d'isolation de surface peuvent indiquer les fuites d'électricité dues à la contamination dans diverses conditions de température, d'humidité, de tension et de temps. Ses avantages sont la mesure directe et la mesure quantitative. Les conditions générales de mesure Sir sont un test de 170 heures à température ambiante 85°c, humidité 85% RH et biais de mesure 100V.

Méthode d'essai d'équivalence de contaminants ioniques (méthode dynamique): voir sj20869 - 2003, section 6.3.

Détection des résidus de flux: voir les dispositions de la section 6.4 du document sj20869 - 2003.