Tecnologia PCBA - Valutazione dell'effetto di pulizia PCBA

Valutazione dell'effetto di pulizia PCBA

1. inquinamento da PCBA I contaminanti sono definiti come depositi superficiali, impurità, inclusioni di scorie e sostanze adsorbite che riducono le proprietà chimiche, fisiche o elettriche del PCBA a livelli non qualificati. Vi sono principalmente i seguenti aspetti:

1. i componenti che compongono il PCBA, l'inquinamento o l'ossidazione del PCB stesso, ecc causeranno l'inquinamento superficiale della scheda PCBA;

2. Il residuo prodotto dal flusso durante il processo di fabbricazione è anche il principale inquinante;

3. impronte di mano, artigli di catena e segni di jig prodotti durante la saldatura e altri tipi di inquinanti, come colla di tamponamento, nastro ad alta temperatura, scrittura a mano e polvere volante, ecc.;

4. Polvere, acqua e vapori solvente, fumo, materia organica minuscola sul posto di lavoro e l'inquinamento causato dall'elettricità statica da attaccare al PCBA.

2. Il danno dell'inquinamentoLa contaminazione può causare direttamente o indirettamente rischi potenziali di PCBA, quali:

1. L'acido organico nel residuo può causare corrosione al PCBA;

2. durante il processo di elettrificazione, gli ioni elettrici nel residuo causano elettromigrazione a causa della differenza di potenziale tra i giunti di saldatura, che rende il prodotto cortocircuito e guasto;

3. i residui influenzano l'effetto del rivestimento;

4. con il tempo e le variazioni di temperatura ambientali, appariranno crepe di rivestimento e peeling, che causeranno problemi di affidabilità.

3. Problemi tipici di guasto PCBA causati dall'inquinamento1. Corrosione

L'assemblaggio del PCBA utilizza componenti del piede di piombo inferiore del substrato del ferro. A causa della mancanza di copertura del fondo di saldatura, il substrato di ferro produce rapidamente Fe3+ sotto la corrosione degli ioni alogeni e dell'umidità, rendendo la superficie della scheda rossa. Inoltre, in un ambiente umido, gli inquinanti ionici acidi possono corrodere direttamente cavi di rame, giunti di saldatura e componenti, causando guasti del circuito.

2. Elettromigrazione

Se c'è contaminazione ionica sulla superficie del PCBA, l'elettromigrazione è molto facile da verificarsi e il metallo ionizzato si muove tra gli elettrodi opposti e si riduce al metallo originale all'estremità inversa, con conseguente fenomeno dendritico chiamato distribuzione dendritica, (dendritica, dendrite, baffi di stagno), la crescita di dendriti può causare cortocircuiti locali nel circuito.

3. Scarso contatto elettrico

Nel processo di assemblaggio PCBA, alcune resine come residui di colofonia spesso contaminano le dita d'oro o altri connettori. Quando il PCBA lavora a caldo o in un clima caldo, i residui diventano appiccicosi, facili da assorbire polvere o impurità e causano un aumento della resistenza al contatto. Guasto a circuito aperto o grande. La corrosione dello strato di nichel sul pad superficiale PCB nel giunto di saldatura BGA e la presenza dello strato ricco di fosforo sulla superficie dello strato di nichel riducono la resistenza meccanica di legame del giunto di saldatura e del pad. Le crepe si verificano quando sottoposte a sollecitazioni normali, con conseguente guasto del contatto del punto.

In quarto luogo, la necessità di pulirle1. Requisiti relativi all'aspetto e alle prestazioni elettriche

L'effetto più intuitivo della contaminazione da PCBA è l'aspetto del PCBA. Se viene posizionato o utilizzato in un ambiente ad alta temperatura e ad alta umidità, il residuo può assorbire l'umidità e sbiancare. A causa dell'ampio uso di chip senza piombo, micro-BGA, chip-scale packaging (CSP) e 01005 nei componenti, la distanza tra componenti e circuiti stampati è ridotta, le dimensioni sono miniaturizzate e la densità di assemblaggio è in aumento. Se l'alogenuro è nascosto sotto il componente dove non può essere pulito, la pulizia locale può causare conseguenze catastrofiche a causa del rilascio di alogenuro.

2. Tre esigenze di rivestimento anti-vernice

Prima del rivestimento superficiale, il residuo di resina che non è stato pulito causerà delaminazione o crepe nello strato protettivo; il residuo dell'agente attivo può causare migrazione elettrochimica sotto il rivestimento, con conseguente guasto della protezione del rivestimento dalle crepe. Gli studi hanno dimostrato che la pulizia può aumentare il tasso di adesione del rivestimento del 50%.

3. No-pulizia ha anche bisogno di essere pulito

Secondo lo standard attuale, il termine "no-clean" significa che i residui del circuito stampato sono sicuri dal punto di vista chimico, non avranno alcun impatto sulla linea di produzione del circuito stampato e possono essere lasciati sul circuito stampato. Corrosione, SIR, elettromigrazione e altri metodi speciali di rilevazione sono utilizzati principalmente per determinare il contenuto di alogenuri alogeni e quindi per determinare la sicurezza dell'assemblaggio non pulito dopo il completamento dell'assemblaggio.

Tuttavia, anche se si utilizza un flusso non pulito con un basso contenuto solido, ci saranno comunque più o meno residui. Per i prodotti con elevati requisiti di affidabilità, non sono ammessi residui o contaminanti sul circuito stampato. Per le applicazioni militari, anche gli assemblaggi elettronici non puliti devono essere puliti.

Cinque, requisiti di pulizia I produttori cinesi di PCB affrontano difficoltà nella scelta del livello di pulizia richiesto per produrre hardware affidabile. La domanda "quanto pulito è abbastanza pulito" porta più sfide a fili e linee più strette e strette. La pulizia accettabile in un settore dell'industria (come un giocattolo dopo la lavorazione SMT) può essere inaccettabile in un altro settore (come l'imballaggio con chip flip).

Occorre considerare i seguenti fattori:

1. ambiente di uso finale (aerospaziale, medico, militare, automobilistico, tecnologia dell'informazione, ecc.)

2. il ciclo di servizio di progettazione del prodotto (90 giorni, 3 anni, 20 anni, 50 anni, shelf life +1 giorno)

3. La tecnologia coinvolta (alta frequenza, alta impedenza, alimentazione elettrica)

4. Prodotti il cui fenomeno di guasto corrisponde ai prodotti terminali 1, 2 e 3 definiti dalla norma (ad esempio: telefoni cellulari, regolatori di frequenza cardiaca).

6. L'ispezione qualitativa e quantitativa dell'effetto di pulizia del PCBA è valutata dall'indice di pulizia.1. Standard di grado di pulizia

Secondo le normative pertinenti della Repubblica Popolare Cinese standard militare dell'industria elettronica SJ20896-2003, secondo i requisiti di affidabilità e prestazioni dei prodotti elettronici, la pulizia dei prodotti elettronici è divisa in tre livelli, come elencato nella tabella.

Nel lavoro reale, è praticamente impossibile sradicare l'inquinamento. Un compromesso consiste nel determinare il grado accettabile e inaccettabile di inquinamento del circuito stampato. Secondo le norme standard IPC-J-STD-001 sui residui di flusso standard a tre livelli <40ugcm2, contenuto di inquinanti ionici a tre livelli normative standard â¤1.5 (Nacl) ugcm2, resistenza all'estrazione> 2*106Ω .cm

Si prega di notare che con la miniaturizzazione di PCBA, questo contenuto è quasi certamente troppo alto. Gli inquinanti ionici comunemente usati richiedono ora circa ¤0,2 (Nacl) ugcm2.

2. Metodo di rilevazione della pulizia del PCBA

Metodo di ispezione visiva: Utilizzare una lente di ingrandimento o un microscopio ottico per osservare il PCBA e valutare la qualità di pulizia osservando se ci sono residui solidi di flusso, perline di stagno di scorie di stagno, particelle di metallo non fissate e altri contaminanti. IPC-A-610 "Accettabilità dei componenti elettronici" fornisce linee guida generali di ispezione dopo il montaggio.

Gli standard di ispezione visiva elencati in IPC-A-610 vanno da 1* (ad occhi nudi) a 10* come metodo di giudizio.

Nota 1: l'ispezione visiva può richiedere l'uso di dispositivi di ingrandimento. Ad esempio, quando sono presenti dispositivi a passo fine o componenti ad alta densità, è necessario ingrandire per verificare se i contaminanti influenzano l'aspetto, l'assemblaggio o la funzione del prodotto.

Nota 2: Se viene utilizzato un dispositivo di ingrandimento, l'ingrandimento non deve superare 4*.

Metodo della prova di estrazione del solvente: Il metodo della prova di estrazione del solvente è chiamato la prova media del contenuto di inquinanti ionici. La prova adotta generalmente il metodo IPC (IPC-TM-610.2.3.25), che consiste nell'immergere il PCBA pulito nell'inquinamento ionico Nella soluzione di prova dell'analizzatore, sciogliere il residuo ionico nel solvente, raccogliere attentamente il solvente e misurare la sua resistività.

Metodo di prova di resistenza dell'isolamento superficiale (SIR): Questo metodo di prova è quello di misurare la resistenza dell'isolamento superficiale tra i conduttori sul PCBA. La misura della resistenza dell'isolamento superficiale può indicare la perdita di elettricità in varie condizioni di temperatura, umidità, tensione e tempo dovute all'inquinamento. Il suo vantaggio è la misurazione diretta e la misurazione quantitativa. Le condizioni generali di misura SIR sono sotto la temperatura ambiente di 85Â ° C, umidità di 85% RH e polarizzazione di misura 100V per 170 ore di prova.

Metodo di prova equivalente agli inquinanti ionici (metodo dinamico): fare riferimento al punto 6.3 SJ20869-2003.

Rilevazione di residui di flusso: fare riferimento alle disposizioni del punto 6.4 della SJ20869-2003.