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详细介绍PCBA加工中PCBA板清洁工艺与要求

  PCBA加工过程中,锡膏和助焊剂会产生残留物质,残留物中包含有有机酸和可分解的电离子,其中有机酸具有腐蚀作用,电离子残留在焊盘还会引起短路,而且这些残留物在PCBA板上是比较脏的,也不符合客户对产品清洁度的要求。所以,对PCBA板进行清洗是非常有必要的。

通常客户对PCBA板的清洁要求如下:
1、外观及电性能要求
  PCBA上的污染物最直观的影响是PCBA的外观,如果在高温潮湿的环境中放置或使用,有可能出现残留物吸湿发白现象。由于在组件中大量使用无引线芯片、微型BGA、芯片级封装(CSP)和0201元件,元件和电路板之间的距离不断缩小,板的尺寸变小,组装密度越来越大。事实上,如果卤化物藏在元件下面或者元件下面根本清洗不到的地方,进行局部清洗可能造成因卤化物释放而带来的灾难性后果。这还会引起枝晶生长,结果可能引起短路。离子污染物如果清洗不当会造成很多问题:较低的表面电阻,腐蚀,导电的表面残留物在电路板表面会形成树枝状分布(树突),造成电路局部短路。
详细介绍PCBA加工中PCBA板清洁工艺与要求

  对于军事电子装置使用可靠性而言,一个重大威胁是锡须和金属互化物。这个问题一直都存在。锡须和金属互化物最后会引起短路。在潮显的环境和有电的情况下,如果组装件上的离子污染过多,可能会造成问题。例如由于电解锡须的生长,导体的腐蚀,或者绝缘电阻降低,会引起电路板上的走线短路,如图

详细介绍PCBA加工中PCBA板清洁工艺与要求
 
  非离子污染物清洗不当,也同样会造成一系列问题。可能造成电路板掩膜附着不好,接插件的接触不良,对移动部件和插头的物理干涉和敷形涂层附着不良,同时非离子污染物还可能包裹离子污染物在其中,并可能将另外一些残渣和其它有害物质包裹并带进来。这些都是不容忽视的问题。

2、三防漆涂覆需要
  要使得三防漆涂覆可靠,必须使PCBA的表面清洁度符合IPC-A-610E-2010三级标准要求。在进行表面涂覆之前没有清洗掉的树脂残留物会导致保护层分层,或者保护层出现裂纹;活化剂残留物可能会引起涂层下面出现电化学迁移,导致涂层破裂保护失效。研究表明,通过清洗可以增加50%涂敷粘结率。

3、免清洗也需要清洗
  按照现行标准,免清洗一词的意思是说电路板上的残留物从化学的角度上看是安全的,不会对电路板产生任何影响,可以留在电路板上。检测腐蚀、表面绝缘电阻(SIR)、电迁移还有其他专门的检测手段主要是用来确定卤素/卤化物含量,进而确定免清洗的组装件在完成组装后的安全性。不过,即使使用固含量低的免清洗助焊剂,仍会有或多或少的残留物。对于可靠性要求高的产品来讲,在电路板上是不允许存在任何残留物或者其他污染物的。对于军事应用来讲,即使是免洗电子组装件都规定必须清洗。

常见的PCBA清洗工艺
  1、全自动化的在线式清洗机
  一种全自动化的在线式清洗机实物图,见图7所示。该清洗机针对SMT/THT的PCBA焊接后表面残留的松香助焊剂、水溶性助焊剂、免清洗性助焊剂/焊育等有机、无机污染物进行彻底有效的清洗。它适用于大批量PCBA清洗,采用安全自动化的清洗设备置于电装产线,通过不同的腔体在线完成化学清洗(或者水基清洗)、水基漂洗、烘干全部工序。清洗过程中,PCBA通过清洗机的传送带在不同的溶剂清洗腔体内,清洗液必须与元器件、PCB表面、金属镀层、铝镀层、标签、字迹等材料兼容,特殊部件需考虑能否经受清洗。
  清洗工艺流程为:入----化学预洗---化学清洗---化学隔----预漂洗---漂洗---最后喷淋---风切干燥---烘干。
  2、半自动化的离线式清洗机
  该清洗机针对SMT/THT的PCBA焊接后表面残留的松香助焊剂、水溶性助焊剂、免清洗性助焊剂/焊膏等有机、无机污染物进行彻底有效的清洗。它适用于小批量多品种PCBA清洗,通过人工的搬运进行可设置在产线的任何地方,离线在一个腔体内完成化学清洗(或者水基清洗)、水基漂洗、烘干全部工序。清洗过程中,PCBA通常需夹具固定或是放在篮子(basket)里进行,清洗液必须与元器件、PCB表面、金属镀层、铝镀层、标签、字迹等材料兼容,特殊部件需考虑能否经受清洗。PCBA在清洗篮中的放置密度和放置倾角是有一定要求的,这两个因素对清洗效果会有直接的影响。
  3、手红清洗机
  手工清洗机针对SMT/THT的PCBA焊接后表面残留的松香助焊剂、水溶性助焊剂、松香助焊剂、免清洗性助焊剂/焊育等有机、无机污染物进行彻底有效的清洗。它适用于小批量样品PCBA清洗,通过温度控制,适应MPC微相清洗剂手工清洗工艺,在一个恒温槽内完成化学清洗。
  注意:超声波清洗作为投资少、便于实施的方案也为一些PCBA生产制造商所采用。但是,航天军工限(禁)用超声波清洗工艺,超声波清洗不应用于清洗电气或电子部件、元器件或装有电子元器件的部件,清洗时应采取保护措施,以防元器件受损(美军标DOD-STD-2000-4A《电气和电子设备通用焊接技术要求》);IPC-A-610E-2010三级标准也一般禁止超声波清洗工艺。


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