Chaque fois que des produits électroniques passent par un brasage, du flux ou d’autres types de contaminants restent toujours à la surface des PCB (circuits imprimés), même si un flux sans halogène et sans nettoyage est utilisé. D’après mon expérience,ne fais jamais trop confiance à « sans nettoyage »Un mot, le nettoyage des circuits imprimés après le brasage en montage en surface joue un rôle essentiel pour garantir la fiabilité, les fonctions électriques et la durée de vie des produits électroniques. Cet article abordera l’importance du nettoyage après le brasage en montage en surface et présentera quelques types de méthodes de nettoyage courantes.
Importance du nettoyage des circuits imprimés après le brasage en montage en surface
Les aspects suivants permettent d’expliquer pleinement l’importance du nettoyage des PCB après le brasage en montage en surface :
• Le nettoyage des circuits imprimés après le brasage en montage en surface peut empêcher l’apparition de défauts électriques.
Parmi tous les défauts électriques, la fuite électrique est le plus saillant, et constitue un facteur essentiel réduisant la fiabilité à long terme des cartes PCB. Ce type de défaut est principalement causé par des contaminants ioniques, des résidus organiques et d’autres substances adhérentes laissées à la surface des circuits imprimés.
• Le nettoyage des circuits imprimés après le brasage en surface permet d’éliminer les substances corrosives.
La corrosion endommagera les circuits, rendant les composants ou dispositifs cassants. Les substances corrosives peuvent conduire l’électricité en environnement humide, ce qui peut ensuite provoquer des courts-circuits, voire des défaillances des circuits imprimés. L’élimination des substances corrosives revient en fait à supprimer les éléments négatifs qui nuisent à la fiabilité à long terme des circuits imprimés.
• Le nettoyage du PCB après le brasage en montage en surface permet d’obtenir un aspect de carte net.
Les cartes PCB nettoyées après le brasage en montage en surface présentent une apparence nette, ce qui met certains défauts en évidence et facilite l’inspection et le dépannage, par exemple pour les dommages thermiques et les problèmes de stratification.
Analyse des sources de contaminants
Les contaminants blancs laissés sur la surface de la carte PCB après le brasage en montage en surface présentent une composition complexe. Ils peuvent être du flux, des oxydes ou des réactifs issus du flux et du métal,masque de soudureet matériau de stratification PCB. Outre les substances mentionnées ci-dessus, la formation de contaminants blancs est corrélée avec d’autres éléments, notammentConception de PCB, technique SMT (telle que la durée et la température de refusion), température et humidité.
Classifications des méthodes de nettoyage de circuits imprimés après brasage en montage en surface
• Méthode de nettoyage manuelle
Une solution d’acétone est utilisée pour faire tremper les cartes PCB pendant environ 10 minutes. Ensuite, une brosse à rampe est utilisée pour éliminer les contaminants au niveau des soudures dans une solution d’éthanol. Puis, la carte est retirée avant d’être lavée à l’eau déionisée pendant 3 minutes. Après cela, de l’alcool éthylique absolu est utilisé pour la déshydratation. Enfin, un pistolet à gaz azote est utilisé pour sécher la surface de la carte jusqu’à ce qu’aucune trace d’eau ne soit visible.
Au cours du processus de nettoyage manuel, on utilise de l’acétone à plus grande solubilité pour faire tremper les circuits imprimés, ce qui permet de dissoudre efficacement les contaminants dans la solution. Ensuite, le circuit imprimé subit un brossage mécanique en étant placé dans de l’alcool éthylique, où les résidus de flux sont minutieusement éliminés. Puis, le solvant organique doit être déshydraté à l’aide d’eau déionisée. Enfin, du gaz azote est utilisé pour sécher la surface de la carte afin d’achever le nettoyage manuel après le brasage en surface. Ce processus peut être résumé dans la figure suivante.
• Méthode de nettoyage par ultrasons
Le solvant acétone est utilisé dans la méthode de nettoyage par ultrasons. Tout d’abord, la carte PCB est immergée dans le solvant acétone pendant dix minutes. Ensuite, elle est placée dans un récipient en quartz spécialement destiné à l’alcool éthylique absolu, dans lequel la carte de circuit est immergée. Puis, le nettoyage par ultrasons est effectué après avoir placé le récipient en quartz dans le bac de nettoyage par ultrasons. Le nettoyage par ultrasons dure cinq minutes avec une puissance ultrasonique de 240 W, après quoi le récipient en quartz est retiré à l’aide d’un panier après avoir éteint l’interrupteur de nettoyage par ultrasons. Ensuite, de l’eau déionisée est utilisée pour laver pendant 5 minutes et de l’alcool éthylique absolu est utilisé pour effectuer la déshydratation de la carte de circuit. Enfin, du gaz azote est utilisé pour sécher la surface.
Au cours du processus de nettoyage par ultrasons, la carte de circuit imprimé est placée dans un agent à base d’alcool éthylique, ce qui diffère du nettoyage manuel. En s’appuyant sur le principe de la vibration ultrasonique, le nettoyage par ultrasons vise à éliminer les résidus de flux, et la déshydratation est effectuée à l’aide d’eau déionisée. Enfin, la phase de séchage a lieu avec l’aide de gaz azote. L’ensemble de la procédure de nettoyage par ultrasons est illustré dans la figure suivante.
• Méthode de nettoyage en phase gazeuse
Le système de condensation de l’équipement est d’abord mis en marche et laissé fonctionner pendant 5 à 10 minutes. Ensuite, le système de chauffage de l’équipement est activé pour porter l’agent de nettoyage à ébullition. La carte de circuit imprimé est placée dans le panier de nettoyage, qui est ensuite placé dans le réservoir d’ébullition. Le temps d’ébullition dure de 3 à 5 minutes. Ensuite, le panier est placé dans la zone de vapeur pour un nettoyage à la vapeur pendant 3 à 5 minutes. Puis, la surface de la carte de circuit imprimé est pulvérisée avec l’agent de nettoyage pendant 10 à 20 secondes. Après cela, le panier est légèrement plongé dans le réservoir de rinçage pendant 1 à 2 minutes. Enfin, les dispositifs sont séchés par condensation et le panier est retiré après la volatilisation complète de l’agent.
Lorsque la carte PCB est placée dans la vapeur de l’agent chaud, la vapeur chaude se condense sur la surface du circuit imprimé, dont la surface est relativement froide, ce qui entraîne la dissolution des salissures graisseuses présentes sur la surface des composants de la carte. Les salissures graisseuses dissoutes sont entraînées dans l’agent en ébullition tandis que la vapeur s’accumule sur la bobine de condensation entourant l’agent en ébullition. La vapeur retourne ensuite dans la cellule de séparation à l’état liquide, où elle peut être recyclée après séparation de l’eau et filtration des impuretés. Le principe de nettoyage en phase gazeuse de l’agent est illustré par la figure suivante.
Comparaison entre toutes les méthodes de nettoyage
En comparant les méthodes de nettoyage manuel, de nettoyage par ultrasons et de nettoyage en phase gazeuse sur des circuits imprimés (PCB) après brasage en montage en surface, en observant les pistes et l’état de surface des PCB, on peut conclure que les résidus de flux peuvent être fondamentalement et complètement éliminés de la surface de la carte PCB grâce au nettoyage par solvant organique. Le nettoyage manuel et le nettoyage par ultrasons, cependant, laissent parfois encore des résidus de flux sur certaines parties de la carte PCB. Par conséquent, une analyse globale conduit à la conclusion qu’il convient de choisir un équipement de nettoyage par solvant organique en raison de sa fiabilité plus élevée, de sa moindre toxicité et de sa plus grande sécurité, de sorte que le nettoyage puisse être approfondi et produire de meilleurs effets de nettoyage.
Dans l’ensemble, les capacités d’assemblage électronique ne se limitent pas au domaine des technologies de fabrication et d’assemblage. Le flux électronique, cependant, constitue également un aspect incontournable en ce qui concerne le brasage des cartes et le soudage des PCB, et joue un rôle essentiel dans la détermination de la fiabilité et de la fonctionnalité des produits électroniques finaux.
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