PCB Tecnico - Quali sono i rischi del PCBA che elabora contaminanti?

I contaminanti PCBA si riferiscono a depositi superficiali, impurità, inclusioni di scorie e sostanze adsorbite che riducono le proprietà chimiche, fisiche o elettriche del PCBA a livelli non qualificati.

L'inquinamento ionico o non ionico generato nella lavorazione del PCBA, quando esposto a condizioni di ambiente umido o campo elettrico, causerà corrosione chimica o corrosione elettrochimica, con conseguente corrente di perdita o migrazione degli ioni, che influenzerà le prestazioni e la durata del prodotto.

Secondo le statistiche correlate, quasi il 50% dei guasti dei prodotti finiti PCBA sono causati dall'ambiente e quasi il 60% dei guasti si verificano nel magazzino. Anche se il processo di rivestimento a tre prove può giocare una certa barriera e protezione contro gli impatti ambientali, se gli inquinanti non vengono puliti, il rivestimento può perdere il suo significato protettivo. Quali sono gli inquinanti comuni che presentano rischi importanti per la qualità del PCBA?

Categoria inquinanti PCBA

Gli inquinanti PCBA includono vari residui superficiali, inquinanti e sostanze adsorbite o assorbite dalla superficie che possono degradare le prestazioni del prodotto.

Vari inquinanti possono essere suddivisi in due serie: inorganici e organici a seconda della loro composizione.

I contaminanti inorganici ridurranno la resistenza all'isolamento, aumenteranno la corrente di perdita e corroderanno le superfici metalliche in un ambiente umido.

Gli inquinanti inorganici sono generalmente inquinanti polari, chiamati anche inquinanti ionici, principalmente da PCB (come incisione, galvanizzazione, placcatura elettrolitica e processi di maschera di saldatura), materiali di imballaggio dei componenti, flusso, olio per apparecchiature, impronte digitali del personale e polvere ambientale, ecc., manifestati in vari acidi inorganici, sali inorganici e acidi organici, ecc., che devono essere rimossi con solventi polari (come acqua o alcoli). Le molecole ioniche inquinanti hanno una distribuzione elettronica eccentrica, che è facile da assorbire l'umidità. Sotto l'azione dell'anidride carbonica nell'aria, vengono generati ioni positivi e negativi, che causano corrosione del prodotto e una diminuzione della resistenza di isolamento superficiale. L'elettromigrazione avverrà in presenza di un campo elettrico, con conseguente ramificazione. Come i cristalli, che portano a perdite e cortocircuito. La bassa energia superficiale dei contaminanti polari può anche farlo penetrare nella maschera di saldatura e far crescere dendriti sotto la superficie della scheda. Naturalmente, gli inquinanti polari possono anche essere non ionici. Quando esistono tensioni di polarizzazione, alte temperature o altre sollecitazioni, varie molecole cariche negativamente si allineano per formare una corrente elettrica da sole.

Gli inquinanti organici formeranno un film isolante, influenzeranno il contatto elettrico e persino causeranno guasti a circuito aperto.

Gli inquinanti organici sono generalmente non polari o debolmente polari, per lo più non ionici, e devono essere rimossi con solventi non polari o solventi compositi. I tipi non polari includono principalmente colofonia, resina artificiale, diluente di flusso, agente di livellamento della maschera di saldatura, agente di pulizia (come l'alcool), olio anti-ossidazione, olio della pelle, colla e grasso, ecc., che sono rappresentati da idrocarburi a catena lunga O atomi di carbonio sono composti da acidi grassi; I tipi debolmente polari includono principalmente acidi organici e basi in flusso. Le molecole inquinanti non ioniche non hanno distribuzione elettronica eccentrica, non possono essere separate in ioni e non causano corrosione chimica e guasto elettrico, ma ridurranno la saldabilità e influenzeranno l'aspetto e la rilevabilità dei giunti di saldatura. Vale la pena notare che gli inquinanti non polari possono assorbire gli inquinanti polari attraverso la polvere, facendoli avere le caratteristiche di inquinanti polari e causando guasti elettrici. Inoltre, tali sostanze hanno denaturazione termica, che è relativamente difficile da pulire, e talvolta l'inquinamento bianco si verifica dopo la pulizia.

Il flusso è la principale fonte di contaminanti, composto principalmente da agenti filmformi (colofonia e resina artificiale), attivatori, solventi e additivi, ecc., che producono prodotti termomodificati dopo la saldatura.

Cloruro

Gli ioni clorurati provengono principalmente dal processo di livellamento dell'aria calda nell'elaborazione di PCBA, flusso, macchie di sudore e acqua del rubinetto per la pulizia. Gli ioni clorurati e l'umidità nell'aria formano liquidi ionici, causando erosione, perdita e ionizzazione dei metalli. Il contenuto di ioni cloruri è influenzato dal substrato PCB perché determina il contenuto ammissibile di ioni cloruri durante il processo di assemblaggio. I substrati ceramici o i substrati metallici (come alluminio, ecc.) sono più sensibili alla presenza di ioni clorurati rispetto ai substrati organici (come il tessuto epossidico di vetro); la superficie di rivestimento nichel/oro è più pulita della superficie di rivestimento piombo/stagno.

Bromuro

Lo ione bromuro viene aggiunto principalmente come ritardante di fiamma agli inchiostri della maschera di saldatura, agli inchiostri di carattere e ad alcuni flussi che utilizzano il bromo come materiale attivo e l'effetto è più piccolo del cloro. Il contenuto di ioni bromuro è correlato alla porosità del substrato PCB o alla porosità della maschera di saldatura, quindi la condizione del substrato o della maschera di saldatura riflette il livello di contenuto di ioni bromuro. Inoltre, il numero di volte di pulizia ad alta temperatura del substrato PCB ha anche un impatto sul contenuto di ioni bromuro, in particolare relativo alla pulizia del substrato PCB con flusso di livellamento dell'aria calda prima del montaggio.

Ione solfato

Simile agli effetti degli ioni cloro e bromuro, il solfato proviene dal processo di elaborazione del substrato PCB, tra cui varie basi di carta, materiali in resina, acidi utilizzati per la microincisione, ecc., e acqua del rubinetto per il risciacquo o la pulizia.

Acido metansulfonico

L'effetto corrosivo è molte volte quello del cloro, di solito dal processo di galvanizzazione durante l'elaborazione del substrato PCB e a volte viene utilizzato anche come sostituto dell'agente attivo nel processo di flusso HASL.