Wszystko o czystości PCB: środki myjące

Dobór właściwego środka myjącego Pomimo dostępności na rynku różnego rodzaju środków myjących, wielu użytkowników nie widzi pomiędzy nimi żadnej różnicy, kierując się przy wyborze kryterium ekonomicznym. Wynika to być może z faktu, że różnica pomiędzy czystością i czystością jonową jest niezauważalna gołym okiem. Wielu użytkownikom wystarcza jedynie ładny wygląd płytek po lutowaniu i nie wykonują oni żadnych dodatkowych testów pozostałości jonowych czy SIR (Surface Insulation Resistance). Różnice te są jednak zasadnicze, a wybór właściwego środka myjącego jest istotnym elementem determinującym cały proces mycia. Mycie za pomocą środków bazujących na wodzie W porównaniu z innymi metodami, mycie bazujące na środkach wodnych ma wiele zalet. Środki te są stosunkowo tanie, efektywne w usuwaniu topników i łatwe do przechowywania. Z drugiej strony szybko penetrują materiały powszechnie używane w technologii SMD, co wymaga długiego czasu suszenia w wysokiej temperaturze. Środki myjące do usuwania topników wodno-zmywalnych Część producentów, chcąc uniknąć wszelkich problemów związanych z technologią No-Clean, stosuje topniki wodno-rozpuszczalne. Topniki te są usuwane za pomocą wody z domieszką małej ilości detergentów. Jest to bardzo tania metoda biorąc pod uwagę koszt zakupu detergentów, ale niestety niewielu producentów bierze w tych kalkulacjach pod uwagę utylizację zanieczyszczonej wody, której w procesie mycia powstają duże ilości. Ponadto, biorąc pod uwagę wszelkie wady topników wodno-rozpuszczalnych (mała aktywność, duża wrażliwość na wilgoć w trakcie układania elementów, krótki czas otwarcia na szablonie i na płytce), metoda ta staje się mało opłacalna i nie zapewnia odpowiedniej jakości. Wodne środki myjące z wysoko alkalicznymi detergentami Środki te służą do usuwania większości dostępnych na rynku topników i nieźle sprawdzają się w przypadku technologii No-Clean. Wysoko alkaliczne detergenty zwane popularnie zmydlaczami wchodzą w reakcję z kwasami pozostałych na płytce topników, a następnie rozpuszczają je w wodzie. Te środki charakteryzują się dużą wydajnością i niską ceną, ale nie są pozbawione wad: · część substancji mimo płukania pozostaje na płytce, przez co proces kompletnie nie nadaje się do mycia przed bondingiem, · nie ma możliwości filtracji środka myjącego, ponieważ usuwane substancje wchodzą w reakcję ze środkiem myjącym, a następnie są w niej rozpuszczane (skutkuje to krótką żywotnością środka myjącego i dużą ilością odpadów w postaci zanieczyszczonej wody), · wiele elementów jest wrażliwych na działanie środków alkalicznych. Środki myjące na bazie alkoholu Na rynku dostępnych jest wiele środków alkoholowych służących do usuwania pozostałości topników. Są one bardzo wydajne, szybko usuwają topniki z płytek, dobrze je rozpuszczają i dobrze absorbują zanieczyszczenia. Niestety, podobnie jak każdy alkohol są podatne na zapłon ograniczając dopuszczalną temperaturę pracy do 40–70°C. Ponieważ generatory ultradźwiękowe podnoszą temperaturę środka myjącego, łatwo jest przekroczyć graniczną wartość 40°C. Urządzenia muszą być więc wyposażone w systemy anty-wybuchowe, chłodzenia i kontroli temperatury, których koszt jest bardzo wysoki. Środki te nie nadają się do mycia natryskowego, a ich stosowanie ma sens jedynie w przypadku dużych serii. W ciągu ostatnich lat proces montażu elektroniki stał się bardziej złożony, elementy elektroniczne bardziej skomplikowane i zdecydowanie mniejsze, a wymagania funkcjonalne znacznie większe. Więcej czasu przeznacza się na testy płytek, dobór właściwego stopu lutowniczego, pasty lutowniczej, topnika, szablonów czy idealnego profilu lutowania. Nowoczesne środki myjące MPC Środki myjące niemieckiej firmy Zestron bazują na opatentowanej technologii MPC (Micro Phase Cleaner). Łączą w sobie zalety rozpuszczalników i środków powierzchniowo czynnych. Ich innowacyjność polega na tym, że aktywacja elementów powierzchniowo czynnych następuje dopiero pod wpływem podwyższonej temperatury lub wzburzenia. Po aktywowaniu elementy powierzchniowo czynne usuwają zanieczyszczenia, ale nie łączą się z nimi na stałe i zaraz po ustaniu oddziaływania czynników zewnętrznych separują usunięte substancje. W ten sposób środki MPC umożliwiają filtrację mechaniczną, a ich czas życia jest praktycznie nieograniczony. Inne zalety to: · brak pozostałości na mytych powierzchniach, · brak negatywnego oddziaływania na elementy, · biodegradowalna woda, · bardzo szerokie okno procesu i doskonałe rezultaty mycia, · kompatybilność ze wszystkimi rodzajami topników dostępnych na rynku. Jaki środek myjący wybrać? Najlepsze obecnie środki to te, które bazują na wodzie i umożliwiają pełną filtrację. Tak naprawdę tylko ich używanie ma sens, choć na pierwszy rzut oka kuszące wydaje się wykorzystywanie środków najbardziej agresywnych. Środki agresywne z jednej strony zapewniają dużą szybkość mycia i dobre efekty, ale z drugiej strony niosą za sobą wiele negatywnych skutków: przyśpieszone zużycie urządzeń, brak kompatybilności z klejami używanymi do mocowania szablonów do ram oraz agresywne oddziaływanie wobec płytek PCB i elementów. Nie jest też możliwa filtracja, a to podnosi koszt mycia. Nowoczesne środki bazujące na wodzie są pozbawione wszystkich tych wad, ponieważ zawierają elementy powierzchniowo czynne, reagujące tylko z niektórymi substancjami. Umożliwiają praktycznie całkowitą filtrację zanieczyszczeń. Mimo, że ich cena jest nieco wyższa, sumaryczny koszt obejmujący przestoje urządzeń i zmianę środka myjącego jest niższy niż w przypadku środków konwencjonalnych. Autorem artykułu jest Jakub Opałka z firmy PB Technik