Действие полярных и неполярных загрязнений на смонтированные эу
|
Тип загрязнения |
Влияние загрязнений и результаты этого влияния |
|
Полярные (остатки: солей, продуктов разложения канифоли, активаторов флюсов (галогены, кислоты, соли), смазок, электролитов, некоторых растворителей припойных паст, травителей, нейтрализаторов, фоторезистов, некоторых дисперсных материалов (капель припоя, кусочков проводников, волос, кожи, грязи с рук и др.), временных комформных покрытий и т.д.) |
В условиях повышенной влажности, температуры, электрического поля и т.д. вызывают: процессы электромиграции и дендритного роста зерен металлизации в промежутках между проводниками; коррозию; процессы, связанные с образованием различных соединений в покровных материалах, с ослаблением или обрывами адгезионных связей между сопряженными материалами смонтированного ЭУ. В результате возможны: увеличения токов утечки и возрастание паразитных связей, обрывы электрической цепи, пробои диэлектриков, ухудшение функциональных параметров, коррозия элементов конструктивов, короткие замыкания в электрических цепях, образование пор в покрытиях, отслоения покрытий, появление больших градиентов температур при эксплуатации ЭУ, что снижает их эксплуатационную надежность. |
|
Неполярные (остатки: канифоли, некоторых смол, воска, масел, смазочно-охлаждающих эмульсий жиров природных, полимерных пленок, некоторых растворителей, поверхностноактивных веществ, некоторых диэлектрических дисперсных материалов, например, стеклостектолита, ворсинок, пыли, кремния и т.д., маркировочной краски и др.) |
Могут притягивать ионные загрязнения, значительно усложнять визуальный контроль качества сборки и монтажа ЭУ (косметический эффект), существенно ухудшать адгезию комформного покрытия, загрязнять тестовые контактные площадки, соединители, пленочные полимерные покрытия. В экспериментальных условиях (при повышенной температуре и влажности во время эксплуатации или испытаний ЭУ) могут становиться полярными (речь идет о таких загрязнениях как пыль, смолы и др.). В результате возможны: локальные отслаивания либо вздутия (пузырения) полимерных покрытий, поры в покрытиях, ошибки (например, сокрытие дефектов плат) в процессе визуального, параметрического и функционального контроля, локальные перегревы. А в экспериментальных и эксплуатационных условиях могут приводить к отказам ЭУ. |
м
20
,
а при добавлении в них омылителей она
может еще уменьшиться. Кроме того,
следует при проектировании ЭУ учитывать,
что: повышенная способность материалов
платы к влагопоглощению способствует
снижению вязкости и поверхностного
натяжения очистителя; наличие
негерметизированных компонентов
существенно осложняет выбор очистителя
и способа реализации очистки; расположение
компонентов должно обеспечивать
проникновение очистителя даже к самым
труднодоступным участкам платы (для
этого, например, не рекомендуется
выполнять межслойные переходы и
трассировку под квадратными корпусами
с четырехсторонними выводами сложной
(в частностиJ
– образной) конфигурации либо под
безвыводными компонентами с низкой
посадкой и т.п.; введение тест-контроля
качества очистки существенно повышает
эксплуатационную надежность изделий
с ПМК; припойные материалы должны
содержать минимально необходимое
количество флюса, что может существенно
снизить уровень загрязнений, подлежащих
удалению. Для эффективной очистки также
необходимо, чтобы очиститель был способен
растворять как полярные, так и неполярные
загрязнения, т.е. обладал высокой
химической активностью к загрязняющим
веществам. Поэтому следующим важным
критерием выбора очистителя является
эффективность растворения
загрязнений, вносимых
преимущественно припойной пастой, в
частности, флюсом, имеющимся в ее составе.
Количественная оценка данного критерия
осуществляется путем определения такого
показателя, как Каури-бутанольное (КБ)
число*
(которое имеет тем большее численное
значение, чем выше растворяющая
способность очистителя), либо с помощью
тестирования очищенного изделия на
наличие ионогенных и неионогенных
загрязнений. Эти два показателя также
дают возможность оценить материалоемкость
технологической среды при очистке (то
есть объем очистителя). Не менее важны
для выбора очистителя совместимость
материала очистителя с материалами
платы, компонентов и оборудования (или
оснастки), а также температура, время и
условия очистки.
Скорость испарения (летучесть) очистителей характеризует их способность оставлять на поверхностях конструктивов изделия сухие осадки загрязнений. Так, обнаружено, что быстро испаряющиеся очистители оставляют больше разводов и пятен (т.е. осадков загрязнений) на поверхностях конструктивов, чем медленно испаряющиеся. Летучесть определяется силами межмолекулярного взаимодействия веществ и имеет высокую величину обычно у растворителей с низкой температурой кипения, что не может не влиять на характер их взаимодействия с различными загрязняющими веществами, и это также надо учитывать при выборе очистителя.
Таким образом, с
учетом основных критериев выбора
очистителей обобщенный
показатель эффективности
их использования можно представить
соотношением
,
где
– показатель смачивания очистителем
обрабатываемой поверхности, при этом
,
и
– соответственно плотность, вязкость
и поверхностное натяжение очистителя;
КБ – Каури-бутанольное число;
– температура кипения очистителя.
После пайки ПМК
на ПП в качестве очистителей применяют
чаще всего органические растворители,
в особенности их азеотропные смеси,
растворяющие и полярные и неполярные
остатки загрязнений, например трихлорэтан;
фреон + хлористый метилен (50%); фреон +
ацетон (11%); фреон + метиловый спирт; фреон
+ этанол и др.. Реже используют водную
очистку (проточной водой при температуре
60…80
и в холодной воде с применением мягких
щеток). Для смонтированных ячеек с ТМК
также самыми эффективными очистителями
являются азеотропные смеси (например,
спирто-бензиновая смесь либо трихлорэтилен
и др.). После пайки смешанного набора
компонентов на ПП часто применяют
ультразвуковую очистку ячеек в азеотропных
очистителях.
Экологическая безопасность использования очистителей в составе ТС (для очистки смонтированных изделий) оценивается нормированными показателями предельно допустимых концентраций (ПДК) конкретных материалов очистителей в производственной и внешней атмосферах, а также в сточных водах, причем соблюдение норм обычно контролируется службами санитарного надзора. ПДК очистителя в производственной и внешней средах должна обеспечивать безвредность 40-часовой еженедельной работы человека с очистительным оборудованием.
21