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.

материала с оптимальной величиной поверхностного натяжения для конкретного изделия. Лучшие очистители характеризуются величиной поверхностного натяжения около , 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 частности J – 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.

Дата добавления: 2015-08-02