Als u in de elektronica zit of met printplaten werkt, hebt u waarschijnlijk wel eens gehoord over het belang van reinigen bij printplaatassemblage. Maar weet u eigenlijk wel waarom het zo belangrijk is en wat de verschillende reinigingsprocessen inhouden? Laten we er eens in duiken.
Waarom schoonmaken belangrijk is
PCB's vormen de ruggengraat van moderne elektronische devices. Ze moeten schoon zijn om betrouwbaar te werken en lang mee te gaan. Tijdens de productie kunnen allerlei soorten verontreinigingen op de PCB terechtkomen. Dit zijn onder andere fluxresten, stof, oliën, fingerprints en meer. Als deze verontreinigingen niet worden verwijderd, kunnen ze grote problemen veroorzaken zoals corrosie, kortsluiting en zelfs device defecten. Reinigen zorgt ervoor dat uw PCB's er professioneel uitzien en goed functioneren.
Bronnen van besmetting
Verontreiniging kan van verschillende plaatsen komen. De kale printplaat kan resten bevatten van het fabricageproces. Solderen introduceert vloeimiddelresten en soldeerballen. Het hanteren van de printplaten kan oliën en fingerprints achterlaten. Zelfs de productieomgeving kan stof en puin achterlaten. Ionische en niet-ionische verontreinigingen zijn bijzonder lastig. Ionische verontreinigingen kunnen geleidend worden in de aanwezigheid van vocht, leading tot problemen zoals dendritische groei en corrosie.
Reinigen vóór montage
Voordat je begint met de assemblage is het een goed idee om de kale printplaten schoon te maken. Een visuele inspectie kan helpen om duidelijk vuil op te sporen. Voor hardnekkige verontreinigingen kunnen methoden zoals ultrasoon reinigen of afvegen met oplosmiddelen zoals isopropylalcohol (IPA) worden gebruikt. Een goede reiniging vóór de assemblage voorkomt dat verontreinigingen vast komen te zitten tijdens het plaatsen van componenten en het solderen.
Reinigingsprocessen na montage
Nadat de printplaat is gevuld met componenten en gesoldeerd, is vaak een uitgebreid reinigingsproces vereist. Hier zijn enkele veelgebruikte methoden:
Waterige reiniging
Deze methode maakt gebruik van oplossingen op waterbasis met detergenten of oppervlakteactieve stoffen. Het is effectief voor het verwijderen van in water oplosbare fluxresten en ionische verontreinigingen. Het proces kan in batches of inline worden uitgevoerd voor productie van grote volumes. Het is milieuvriendelijk maar vereist een zorgvuldige controle van de waterkwaliteit en droging.
Semi-waterige reiniging
Dit is een combinatie van organische oplosmiddelen en water. Het is goed voor een breder scala aan fluxresten, waaronder sommige niet-schoonmakende soorten. Hierbij wordt het oplosmiddel gewassen, gevolgd door een spoeling met water. Hoewel het effectief is, verhoogt het de complexiteit van het proces en moet het afvalwater worden behandeld.
Reinigen met oplosmiddelen
Deze methode maakt volledig gebruik van organische oplosmiddelen om verontreinigingen op te lossen en te verwijderen. Het is geschikt voor vochtgevoelige componenten en specifieke fluxresten. Veelgebruikte oplosmiddelen zijn IPA, aceton en koolwaterstofoplosmiddelen. Veiligheid is een groot probleem vanwege de brandbaarheid en giftigheid van veel oplosmiddelen.
Andere gespecialiseerde methoden
Ultrasoon reinigen maakt gebruik van geluidsgolven met een hoge frequentie om verontreinigingen beter te verwijderen. Bij reiniging met dampfase condenseren verdampte reinigingsmiddelen op de printplaat. Handmatig reinigen is eenvoudig voor taken met kleine volumes. Reinigen met geïoniseerde lucht verwijdert losse deeltjes en stof.
Overwegingen voor loodhoudende en loodvrije assemblages
De overgang naar lead-vrij solderen heeft nieuwe uitdagingen met zich meegebracht. Loodvrije fluxen kunnen moeilijker te verwijderen zijn en vereisen mogelijk alternatieve reinigingsmiddelen of agressievere methoden. Zelfs niet-gereinigde fluxresten worden vaak verwijderd in toepassingen met een hoge betrouwbaarheid om de betrouwbaarheid op lange termijn te garanderen.
De rol van reiniging in No-Clean Flux-processen
No-clean vloeimiddelen zijn ontworpen om niet-geleidende en niet-corrosieve resten achter te laten. In bepaalde toepassingen, zoals ruimtevaart, defensie en auto-industrie, is het echter toch verstandig om deze resten te verwijderen. Ze kunnen vocht absorberen en na verloop van tijd problemen veroorzaken. Voor deze purpose kunnen reinigingsmethoden zoals reinigen met oplosmiddelen of ultrasoon worden gebruikt.
Voordelen en nadelen
Elke reinigingsmethode heeft voor- en nadelen. Waterige reiniging is effectief en milieuvriendelijk, maar niet geschikt voor alle soorten vloeistoffen. Semi-waterige reiniging is geschikt voor een breder scala aan verontreinigingen, maar is complexer. Reinigen met oplosmiddelen is veelzijdig, maar brengt veiligheids- en milieuproblemen met zich mee. De keuze hangt af van factoren zoals het type vloeimiddel, de gevoeligheid van de componenten, het productievolume en de kosten.
| Reinigingsmethode | Voordelen | Nadelen |
| Waterige reiniging | Effectief voor in water oplosbare fluxen en ionische verontreinigingen; milieuvriendelijke oplossingen op waterbasis; relatief veilig voor operators; breed procesvenster; kan kosteneffectief zijn. | Niet geschikt voor alle soorten vloeimiddelen, vooral vloeimiddelen op basis van colofonium en sommige niet-schone vloeimiddelen; vereist zorgvuldige controle van de waterkwaliteit en het spoelen; het droogproces kan energie-intensief en kritisch zijn; kans op waterschade aan gevoelige onderdelen als het niet goed gedroogd wordt; kan afvalwaterbehandeling vereisen, afhankelijk van de gebruikte reinigingsmiddelen. |
| Semi-waterige reiniging | Effectief voor een breder scala aan vloeimiddelresten, inclusief hardere vloeimiddelen en sommige niet-schoonmakende soorten; Kan zowel polaire als apolaire verontreinigingen aan; Hoeft mogelijk niet te worden gereinigd in een gesloten omgeving vanwege de lagere vluchtigheid in vergelijking met sommige reinigingsmiddelen met oplosmiddelen. | Vereist een wasproces met oplosmiddelen gevolgd door een spoeling met water, waardoor het proces complexer wordt; afvalwaterzuivering is nodig vanwege de aanwezigheid van oplosmiddelen; drogen kan nog steeds een uitdaging zijn; de investering in apparatuur kan hoog zijn, vooral voor online systemen; er zijn veiligheidsmaatregelen nodig voor de omgang met organische oplosmiddelen. |
| Reinigen met oplosmiddelen | Effectief voor zowel in water oplosbare als niet-reinigende fluxresten; watervrij proces, geschikt voor vochtgevoelige componenten; snelle verdamping kan de verwerkingstijd verkorten; kan zeer effectief zijn voor specifieke soorten vervuiling. | Veel oplosmiddelen zijn ontvlambaar of giftig, waarvoor strikte veiligheidsprotocollen, ventilatie en persoonlijke beschermingsmiddelen (PPE) nodig zijn; milieukwesties met betrekking tot de verwijdering van oplosmiddelen en VOC-emissies; er kan gespecialiseerde en mogelijk dure apparatuur nodig zijn, zoals dampontsers; sommige oplosmiddelen kunnen bepaalde PCB-materialen of componenten beschadigen. |
| Ultrasone reiniging | Effectief voor het reinigen van dicht opeengepakte PCB's en moeilijk bereikbare plaatsen; kan worden gebruikt met zowel waterige als oplosmiddelhoudende reinigingsmiddelen. | Vereist zorgvuldige controle van ultrasoon vermogen en frequentie om beschadiging van gevoelige componenten te voorkomen; Is mogelijk niet zo effectief voor alle soorten residu in vergelijking met andere methoden; Vereist onderdompeling van de printplaat in een reinigingsoplossing, die mogelijk niet geschikt is voor alle componenten. |
| Dampfase reiniging | Zorgt voor grondige reiniging, speciaal voor ingewikkelde assemblages; verdampt oplosmiddel kan kleine crevices bereiken; kan milieuvriendelijk zijn met recycling van oplosmiddelen. | Minder gebruikelijk en mogelijk niet geschikt voor alle toepassingen; vereist speciale apparatuur; keuze van reinigingsmiddel is beperkt tot middelen die geschikt zijn voor verdamping. |
| Handmatig reinigen | Eenvoudig en goedkoop voor kleine volumes en herbewerkingen; maakt gerichte reiniging van specifieke gebieden mogelijk; lage toxiciteit voor mens en milieu bij gebruik van bepaalde reinigingsmiddelen zoals IPA. | Tijdrovend en mogelijk niet optimaal voor grote batches; consistentie kan variëren afhankelijk van de operator; mogelijk niet effectief voor het reinigen onder onderdelen of in zeer krappe ruimtes. |
| Geïoniseerde luchtreiniging | Snel en effectief voor het verwijderen van los stof en deeltjes; komt niet in direct contact met het bord. | Minder grondig dan reinigingsmethoden op vloeibare basis; niet effectief voor het verwijderen van vastzittende resten zoals vloeimiddel. |
Conclusie
Reinigen bij printplaatassemblage is een cruciale stap die een directe invloed heeft op de betrouwbaarheid, prestaties en levensduur van elektronische devices. Inzicht in de verschillende reinigingsprocessen en hun afwegingen is essentieel voor het kiezen van de juiste methode. Hoewel niet-reinigende fluxen potentiële kosten- en tijdbesparingen bieden, blijft het voor veel toepassingen belangrijk om zelfs minimale residuen te verwijderen. Door de beschikbare technologieën zorgvuldig te evalueren, kunnen fabrikanten hoogwaardige, betrouwbare elektronische assemblages garanderen.
Veelgestelde vragen
- Kan ik schoonmaken overslaan als ik no-clean flux gebruik? Hoewel no-clean vloeimiddelen ontworpen zijn om minimale resten achter te laten, wordt reiniging nog steeds aanbevolen voor toepassingen met een hoge betrouwbaarheid om mogelijke problemen op de lange termijn te voorkomen.
- Wat is de beste reinigingsmethode voor dicht opeengepakte printplaten? Ultrasoon reinigen is bijzonder effectief voor dicht opeengepakte printplaten omdat het moeilijk te reinigen gebieden kan bereiken door cavitatie.
- Zijn er milieuvriendelijke reinigingsopties? Ja, waterige reiniging maakt gebruik van oplossingen op waterbasis en wordt beschouwd als milieuvriendelijk. Sommige dampfase reinigingsmiddelen kunnen ook worden gerecycled.
- Hoe kies ik de juiste reinigingsmethode voor mijn toepassing? Houd rekening met factoren zoals het type vloeimiddel, de gevoeligheid van de componenten, het productievolume, de kosten en de milieuvoorschriften. Elke methode heeft voor- en nadelen.
- Kan onjuiste reiniging de printplaat beschadigen? Ja, onjuist reinigen kan vocht vasthouden, gevoelige onderdelen beschadigen of resten achterlaten die de betrouwbaarheid beïnvloeden. Het is belangrijk om de juiste procedures te volgen en geschikte reinigingsmiddelen te gebruiken.
