Higiena produkcji elektroniki

Tomasza Pelc, Product Manager z PB Technik, w swoim wystąpieniu na Evertiq Expo Warszawa 2025 wyjaśnił, dlaczego mycie płytek drukowanych ponownie staje się standardowym elementem nowoczesnego procesu montażu elektroniki.

Problem aktualny od lat

Mogłoby się wydawać, że mycie podzespołów elektronicznych to odpowiedź na współczesną miniaturyzację. W rzeczywistości proces ma długą historię. 

“Mycie nie jest wymysłem naszych czasów. Elektronikę myto już w latach sześćdziesiątych, siedemdziesiątych, ponieważ stosowane wówczas topniki były bardzo agresywne. Pozostawienie ich na płycie kończyło się uszkodzeniami i korozją”, wyjaśnił ekspert PB Technik.

Jak tłumaczył Pelc, przez wiele lat standardem przemysłowym były myjki freonowe, w których to gorący freon dbał o higienę zanurzonej w nim elektroniki. Metoda była szybka i skuteczna. W latach 90. została jednak wycofana ze względu na środowiskową szkodliwość freonu. Rozwiązaniem miały być topniki typu no clean, które pozwoliły oddzielić elektronikę niewymagającą mycia, od tej, która nadal tego wymagała (elektronika wysokiej niezawodności, między innymi dla przemysłu wojskowego i medycznego).

“Pojawił się kolejny problem: lutowanie bezołowiowe, wyższe temperatury. Topniki, nawet te no clean, zaczęły zostawiać coraz większe zanieczyszczenia. Potem doszła do tego miniaturyzacja, większe upakowanie, komponenty BGA, QFN, DRQFN, LGA”, wymieniał prelegent.

Branża, po latach przerwy, zaczęła masowo wracać do mycia PCB.

Dlaczego czystość ma kluczowe znaczenie?

Jak podkreślał Tomasz Pelc, podstawowym celem mycia jest wydłużenie żywotności urządzeń elektronicznych. Pozostałości po lutowaniu, w szczególności zanieczyszczenia jonowe, są przewodzące i higroskopijne. W obecności wilgoci mogą prowadzić do korozji. Mogą również generować prądy upływu oraz niepożądane zjawiska elektrochemiczne, takie jak migracja elektrochemiczna i narost dendrytów, które wywołują trudno identyfikowalne zwarcia.

Przedstawiciel PB Technik wyjaśnił warszawskiej publiczności, że mycie PCB jest niezbędne przed różnymi etapami procesu technologicznego, takimi jak wire bonding i nakładanie powłok ochronnych. Zanieczyszczenia wpływają na napięcie powierzchniowe, mogą powodować nierównomierne pokrycie, pęcherze, rozwarstwienia oraz pękanie powłok w trakcie eksploatacji.

Chemia myjąca

Pelc w swoim wystąpieniu kompleksowo omówił temat środków myjących. Klasyczne środki na bazie rozpuszczalników, takie jak izopropanol, są skuteczne i uniwersalne, ale mają istotne wady: są łatwopalne, emitują lotne związki organiczne i gorzej penetrują przestrzenie pod komponentami BGA czy QFN.

Alternatywę dla powyższych stanowią bardziej ekologiczne i niepalne środki wodne.

“Środki na bazie wody są uniwersalne. Jesteśmy w stanie używać ich w każdej myjce natryskowej. Mają zdecydowanie lepsze właściwości penetracji, ale mają też wady. Podstawową wadą jest konieczność dokładnego suszenia”, wyjaśnił prelegent.

Uczestnicy Evertiq Expo Warszawa 2025 mieli również okazję posłuchać o zyskujących na popularności środkach mikrofazowych (dwufazowych), które łączącą zalety obydwu wcześniej omawianych rozwiązań. Są to preparaty wodne zawierające fragmenty rozpuszczalników organicznych. Jak wyjaśnił Pelc, oferują one wysoką skuteczność, dobrą penetrację i łatwiejszą filtrację, przy jednoczesnym zachowaniu bezpieczeństwa dla operatorów i środowiska.

Technologie mycia

Niezależnie od doboru chemii, proces ma stałą strukturę: 

„Zawsze składa się z trzech kroków”, mówił Pelc: „mycie środkiem myjącym, płukanie wodą dejonizowaną i suszenie.”

Szczególnie mocno zaakcentował rolę płukania, w którym kluczowa jest jakość użytej wody. To właśnie na tym etapie uzyskuje się docelową czystość jonową podzespołu.

Wśród technologii mycia przedstawiciel PB Technik wyróżnił:

• metody zanurzeniowe (bąbelkowanie, natrysk w zanurzeniu),
• mycie ultradźwiękowe (bardzo skuteczne, ale wymagające ostrożności),
• mycie natryskowe (najczęściej stosowane w systemach jednokomorowych i liniowych).

“W chwili obecnej najbardziej popularnym jest mycie jednokomorowe. Wszystkie procesy mycia następują w jednej komorze. Mamy również mycie wielokomorowe. Jest ono nieznacznie wydajniejsze, a zajmuje bardzo dużą przestrzeń. I oczywiście są rozwiązania liniowe o największej wydajności, które współpracują bezpośrednio z linią produkcyjną”, wymieniał Pelc.

Ekspert w trakcie wystąpienia na Evertiq Expo Warszawa 2025 opowiedział również o aktualnych trendach:

“Przede wszystkim jest to monitoring i kontrola procesów mycia. Z punktu widzenia monitoringu oczywiście traceability, czyli śledzenie produktu. Czyli zaczyna nam zależeć na tym, żeby dokładnie wiedzieć, kiedy konkretny numer seryjny został użyty, jaka była zadana specyfikacja oraz jakie uzyskano parametry w czasie procesu mycia.”

W zakresie kontroli czystości standardem pozostaje pomiar czystości jonowej (ROSE test). W przypadku odchyleń stosuje się chromatografię jonową, pozwalającą dokładnie zidentyfikować źródło zanieczyszczeń. Uzupełnieniem są inspekcje mikroskopowe oraz szybkie testy chemiczne wykrywające pozostałości jonowe i żywiczne.

Prelekcja Tomasza Pelca jasno pokazała, że w dobie miniaturyzacji i rosnących wymagań niezawodności czystość PCB nie jest opcją, lecz koniecznością. Mycie zespołów elektronicznych to proces złożony, wymagający świadomego doboru chemii, technologii i metod kontroli. Tylko takie podejście pozwala realnie ograniczyć ryzyko awarii i wydłużyć żywotność nowoczesnych urządzeń elektronicznych.

Nadchodzące polskie edycje Evertiq Expo odbędą się w Krakowie (7 maja) i w Warszawie (22 października). Rejestracja na obydwa wydarzenia już ruszyła! Nie przegap okazji i dołącz na Evertiq Expo.