S rostoucími požadavky na zmenšení velikosti a zvýšení inteligence elektronických systémů se roste tlak na miniaturizaci součástek a zajištění jejich spolehlivosti a dlouhé životnosti. Moderní desky plošných spojů jsou vícevrstvé a komplexní součásti elektroniky, na které se klade velký důraz na čistotu pro zajištění spolehlivosti elektro výrobku. Selhání těchto součástek způsobených kontaminací je nechtěné, a proto je důležité věnovat pozornost čištění PCB a také testování.
Kontaminace, zejména škodlivá přítomnost určitých kovů v pájce, má významný vliv na kvalitu a spolehlivost pájených spojů. Tato kontaminace výrazně ovlivňuje mikrostrukturu spoje, pevnost, křehkost, smáčecí vlastnosti a elektrické vlastnosti rezistence. Problémy spojené s pájením, jako jsou krápníky, matný povrch, praskliny ve spoji nebo nezaplněné horní strany pokovených otvorů, mohou mít příčinu ve zvýšené úrovni kontaminací v pájce.
*Whisker je tenký, vlasovitý výrůstek, který se může objevit na povrchu kovových materiálů. Whiskery se často vytvářejí na povrchu pájky, zejména na pájených spojích. Tyto mikroskopické struktury mají podobu jemných vlasů nebo jehlic a mohou se postupně prodlužovat.
Kontaminace může vzniknout zejména z kovových vrstev na substrátu, rozpouštění součástek, a nečistoty při zpracování a rozpouštění DPS.
Další zdroje jako kovy mohou přispět k nečistotám v pájce a ovlivnit vlastnosti spoje.
Vyhodnocení a kontrola úrovně nečistot ve spoji jsou klíčovými kroky při zajišťování kvality a spolehlivosti pájených spojů na PCB. Vysoká úroveň kontaminací může způsobit vážné problémy s elektronickými součástkami, a proto je nutné věnovat pozornost výběru pájky a monitorovat proces pájení s cílem minimalizovat výskyt nečistot.
Existují dva hlavní typy kontaminace: iontová a beziontová. Iontová kontaminace je často způsobena zbytky tavidla a obsahuje většinou anorganické soli nebo kyseliny. Tyto zbytky mohou vést k vodivosti roztoku, což vytváří prostředí pro korozi a růst dendritů, což v konečném důsledku může způsobit selhání desky. Beziontová kontaminace zahrnuje nevodivé látky jako oleje, inertní zbytky tavidla nebo tuky.
Bílé skvrny, známé jako white residue, jsou častým projevem iontové kontaminace. Tyto kovové soli fungující jako aktivátory v tavidlech, mohou způsobit problémy, zejména pokud není provedeno dostatečné čištění. Identifikace zdroje kontaminace je nezbytným krokem při řešení problému. Změny v procesech, použitých materiálech nebo čistících kapalinách mohou vést k nečekaným zbytkům a obtížím při čištění.
Volba správné čisticí kapaliny pro desky plošných spojů (DPS) závisí na několika faktorech, včetně typu kontaminace, materiálu DPS, použité pájky a požadované úrovně čistoty.
Pro odstranění neiontové kontaminace, jako jsou oleje, inertní zbytky tavidla, pryskyřice a tuky, je často doporučeno používat neiontové čisticí kapaliny. Tyto kapaliny jsou navrženy tak, aby nezanechávaly iontová rezidua, která by mohla ovlivnit vodivost na DPS.
Pro prevenci bílých skvrn, které jsou často spojeny s iontovou kontaminací, je důležité vybrat čisticí kapalinu, která je efektivní při odstraňování zbytků tavidla a zároveň minimalizuje rezidua.
Výběr vhodné čisticí kapaliny je rozhodující pro efektivní čištění. Moderní čisticí prostředky s nízkou viskozitou, povrchovým napětím, které dokážou efektivně odstranit zbytky tavidla pod hustě osazenými součástkami, jsou ideálním řešením.
Vizuální kontrola je jedním z nejjednodušších způsobů hodnocení čistoty desky. Avšak, nespoléhejte se pouze na ni, protože některé iontové kontaminace nejsou viditelné opticky. Metody, jako je test odporu povrchové izolace (SIR) nebo iontová chromatografie (IC), poskytují kvantitativní výsledky a umožňují efektivnější identifikaci znečištění.
SIR test měří spolehlivost elektrických součástek sledováním síly a kvality signálu po čištění. IC je obvyklá klasifikace pro ohodnocení čistoty PCB, detekuje slabé organické kyseliny a jednotlivé ionty. Iontová chromatografie může být dražší, ale poskytuje nejspolehlivější výsledky při hodnocení čistoty desek. Více o potřebě a důvodech testování.
Bezoplachová tavidla mohou bránit správnému přilnutí ochranných laků na povrch desky. To je problém především u desek, které jsou vystaveny náročným vlivům okolního prostředí. Zbytky po pájení totiž mohou absorbovat vlhkost, která se během vytvrzení uvolní a lak se pak oddělí od desky.
Tak se může na desku dostat prach nebo voda, které potom proniknou dál a mohou způsobit korozi, problémy s přenosem signálu, případně i selhání celé desky. Odstranění veškerých zbytků po pájení může těmto problémům účinně zabránit.
Inovace v oblasti čisticích prostředků a testovacích metod přináší výrazné vylepšení v oblasti spolehlivosti a životnosti elektronických součástek. Moderní čisticí procesy nabízejí nejen kvalitnější čištění, ale také ekonomické benefity pro vývojáře elektroniky. Díky pokročilým možnostem čištění dosahují výrobci vyšší kvality PCB a zajistí spolehlivý provoz moderních elektronických zařízení.
V Gatema PCB klademe vysoký důraz na zajištění optimální spolehlivosti elektronických zařízení prostřednictvím inovativních postupů čištění desek plošných spojů. Naše firma preferuje přístup zaměřený na testování spolehlivosti, který je součástí vlastních výrobních procesů. Oproti tradičním metodám čištění, naše metody zdůrazňují efektivitu a účinnost v eliminaci kontaminace, aniž bychom narušili integritu desky nebo životní prostředí.