Ogni volta che i prodotti elettronici vengono sottoposti a saldatura, il flussante o altri tipi di contaminanti rimangono sempre sulla superficie dei PCB (Printed Circuit Boards), anche quando si utilizza un flussante senza alogeni che non richiede pulizia. In base alla mia esperienza,non fidarti troppo di “nessuna pulizia”Una parola: la pulizia del PCB dopo la saldatura a montaggio superficiale svolge un ruolo essenziale nel garantire l’affidabilità, le funzioni elettriche e la durata dei prodotti elettronici. Questo articolo discuterà l’importanza della pulizia dopo la saldatura a montaggio superficiale e elencherà alcuni tipi di metodi di pulizia diffusi.
Importanza della pulizia dei PCB dopo la saldatura a montaggio superficiale
I seguenti aspetti sono in grado di spiegare pienamente l'importanza della pulizia del PCB dopo la saldatura a montaggio superficiale:
• La pulizia del PCB dopo la saldatura a montaggio superficiale può prevenire il verificarsi di difetti elettrici.
Tra tutti i difetti elettrici, la dispersione elettrica è il più evidente ed è un elemento essenziale che riduce l’affidabilità a lungo termine dei circuiti stampati (PCB). Questo tipo di difetto è causato principalmente da contaminanti ionici, residui organici e altre sostanze adesive lasciate sulla superficie delle schede elettroniche.
• La pulizia del PCB dopo la saldatura a montaggio superficiale può eliminare le sostanze corrosive.
La corrosione danneggerà i circuiti, rendendo fragili i componenti o i dispositivi. Le sostanze corrosive possono condurre elettricità in ambienti umidi, il che può portare i PCB a cortocircuiti o persino a guasti. L’eliminazione delle sostanze corrosive equivale in realtà a rimuovere gli elementi negativi che ostacolano l’affidabilità a lungo termine dei PCB.
• La pulizia del PCB dopo la saldatura a montaggio superficiale può rendere l’aspetto della scheda più pulito.
Le schede PCB pulite dopo la saldatura a montaggio superficiale appaiono visivamente nitide, mettendo in evidenza alcuni difetti e rendendo comoda l’ispezione e la risoluzione dei problemi, come i danni da calore e la delaminazione.
Analisi delle fonti di contaminanti
I contaminanti bianchi rimasti sulla superficie della scheda PCB dopo la saldatura a montaggio superficiale presentano componenti complesse. Potrebbero essere flussante, ossido o reagenti del flussante e del metallo,maschera di saldaturae materiale di laminazione PCB. Oltre alle sostanze sopra menzionate, la formazione di contaminanti bianchi è correlata ad altri elementi, tra cuiProgettazione PCB, tecnica SMT (come il tempo e la temperatura di saldatura a rifusione), temperatura e umidità.
Classificazioni dei metodi di pulizia dei PCB dopo la saldatura a montaggio superficiale
• Metodo di pulizia manuale
La soluzione di acetone viene utilizzata per immergere le schede PCB per circa 10 minuti. Quindi, una spazzola a setole rigide viene utilizzata per rimuovere i contaminanti dalle connessioni di saldatura in una soluzione di etanolo. Successivamente, la scheda viene estratta e lavata con acqua deionizzata per 3 minuti. Dopo di ciò, si utilizza alcool etilico assoluto per la disidratazione. Infine, una pistola ad aria di azoto viene utilizzata per asciugare la superficie della scheda finché non siano più visibili aloni d’acqua.
Durante il processo di pulizia manuale, si utilizza acetone ad alta solubilità per immergere le schede elettroniche, il che consente di sciogliere efficacemente i contaminanti nella soluzione. Successivamente, la scheda elettronica viene sottoposta a spazzolatura fisica ponendola in alcool etilico, rimuovendo accuratamente i residui di flussante. In seguito, il solvente organico deve essere sottoposto a disidratazione con l’aiuto di acqua deionizzata. Infine, si utilizza gas azoto per asciugare la superficie della scheda e completare la pulizia manuale dopo la saldatura a montaggio superficiale. Questo processo può essere riassunto nella figura seguente.
• Metodo di pulizia a ultrasuoni
Nel metodo di pulizia a ultrasuoni viene utilizzato un solvente di acetone. Per prima cosa, la scheda PCB viene immersa nel solvente di acetone per dieci minuti. Poi viene collocata in un contenitore di quarzo specifico per l’alcol etilico assoluto, nel quale la scheda viene immersa. Successivamente, si esegue la pulizia a ultrasuoni dopo aver posto il contenitore di quarzo nel serbatoio di pulizia a ultrasuoni. La pulizia a ultrasuoni dura cinque minuti con una potenza ultrasonica di 240 W, dopodiché il contenitore di quarzo viene estratto con un cestello dopo aver spento l’interruttore della pulizia a ultrasuoni. Quindi si utilizza acqua deionizzata per il lavaggio per 5 minuti e si impiega alcol etilico assoluto per effettuare la disidratazione della scheda. Infine, si utilizza gas azoto per asciugare la superficie.
Durante il processo di pulizia a ultrasuoni, la scheda elettronica viene immersa in un agente a base di alcol etilico, il che è diverso dalla pulizia manuale. In base al principio della vibrazione ultrasonica, la pulizia a ultrasuoni ha lo scopo di rimuovere i residui di flussante e la disidratazione viene effettuata con acqua deionizzata. Infine, si procede alla fase di asciugatura con l’aiuto di gas azoto. L’intera procedura di pulizia a ultrasuoni è illustrata nella figura seguente.
• Metodo di pulizia in fase gassosa
Per prima cosa si accende il sistema di condensazione dell’apparecchiatura e lo si lascia funzionare per 5–10 minuti. Poi si accende il sistema di riscaldamento dell’apparecchiatura per portare l’agente di pulizia a ebollizione. La scheda elettronica viene posta nel cestello di pulizia, che viene quindi inserito nel serbatoio di ebollizione. Il tempo di ebollizione dura da 3 a 5 minuti. Successivamente, il cestello viene posto nella zona di vapore per la pulizia a vapore per 3–5 minuti. Quindi la superficie della scheda elettronica viene spruzzata con l’agente di pulizia per 10–20 secondi. Dopodiché, il cestello viene immerso parzialmente nel serbatoio di risciacquo per 1–2 minuti. Infine, i dispositivi vengono asciugati tramite condensazione e il cestello viene estratto dopo la completa volatilizzazione dell’agente.
Quando il circuito stampato (PCB) viene posto nel vapore dell’agente caldo, il vapore caldo si condensa sulla superficie della scheda, che è relativamente fredda, facendo sì che lo sporco grasso presente sulla superficie dei componenti del PCB si dissolva. Il grasso disciolto viene immerso nell’agente in ebollizione mentre il vapore si accumula sulla serpentina di condensazione che circonda l’agente in ebollizione. Il vapore ritorna nella cella di separazione in stato liquido, dove può essere riciclato con l’acqua separata e le impurità filtrate. Il principio della pulizia in fase gassosa con agente è illustrato nella figura seguente.
Confronto tra tutti i metodi di pulizia
Confrontando i metodi di pulizia manuale, pulizia a ultrasuoni e pulizia in fase gassosa sulle PCB dopo la saldatura a montaggio superficiale, osservando le tracce e le condizioni della superficie delle PCB, si può concludere che i residui di flussante possono essere rimossi in modo fondamentale e completo dalla superficie della scheda PCB tramite la pulizia con solventi organici. La pulizia manuale e la pulizia a ultrasuoni, tuttavia, talvolta lasciano ancora residui di flussante su alcune parti della scheda PCB. Pertanto, da un’analisi complessiva si giunge alla conclusione che si dovrebbe scegliere l’attrezzatura per la pulizia con solventi organici, grazie alla sua maggiore affidabilità, minore tossicità e maggiore sicurezza, in modo che la pulizia possa risultare accurata e con effetti di pulizia migliori.
Tutto sommato, le capacità di assemblaggio elettronico non sono limitate all’ambito delle tecnologie di produzione e assemblaggio. Il flussante per elettronica, tuttavia, è anche un aspetto inevitabile per quanto riguarda la saldatura delle schede e la saldatura dei PCB, e svolge un ruolo essenziale nel determinare l’affidabilità e la funzionalità dei prodotti elettronici finali.
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