Stellen Sie sicher, dass Sie Ihr No-Clean-Flussmittel reinigen

No-Clean-Flussmittel sind aufgrund ihrer Bequemlichkeit beliebt geworden. Trotz seines Namens ist die Frage, ob No-Clean-Flussmittel tatsächlich nach der Montage auf der PCB belassen werden sollte, ein Thema anhaltender Debatten. Dies gilt beim manuellen Löten von Durchkontaktierungen, bei denen ein Draht mit Flussmittel verwendet werden könnte, oder wenn Lötpasten mit SMD-Teilen verwendet werden, die möglicherweise eine No-Clean-Flussmittel-Formulierung enthalten.

No-Clean-Flussmittel sollen nach dem Löten einen harmlosen Rückstand hinterlassen, da der Rückstand nicht leitend und nicht korrosiv sein soll. Dies würde die Notwendigkeit einer Reinigung nach dem Löten eliminieren, was Zeit, Material und letztendlich Kosten sparen kann. Die Entscheidung, diese Rückstände zu reinigen oder nicht zu reinigen, ist jedoch nicht so einfach, wie es scheinen mag. Verschiedene Faktoren, einschließlich der Betriebsumgebung der PCB, der Komplexität der Montage und langfristiger Zuverlässigkeitsbedenken, können diese Entscheidung beeinflussen.

Warum No-Clean-Flussmittel verwendet wird

Alle bei der PCB-Lötung verwendeten Flussmittel sollen das Benetzen unterstützen, indem sie Oxidation von den zu lötenden Metalloberflächen entfernen. Sie sind so konzipiert, dass sie während des Lötprozesses zerfallen und idealerweise nur minimale Rückstände hinterlassen. Es gibt drei Arten von Flussmitteln, die in Lötformulierungen verwendet werden:

1. Kolophoniumkern-Flussmittel
2. Rückstandsfreies kolophoniumbasiertes Flussmittel
3. Wasserlösliches Flussmittel

Rückstandsfreies Flussmittel ist so formuliert, dass es nach Abschluss des Lötprozesses sehr wenig Rückstände auf der PCB hinterlässt. Die verbleibenden Rückstände sollten nicht leitend und nicht korrosiv sein, was die Eliminierung eines Reinigungsschrittes am Ende der PCB-Montage ermöglicht. Erfahren Sie mehr über verschiedene Lötflussmittel in diesem Artikel.

Wenn Sie sich jemals ein Bild einer älteren PCB angesehen haben, die keine gründliche Reinigung erhalten hat, kann man sehen, was passiert, wenn Flussmittelrückstände mit der Zeit zu zerfallen beginnen. Das Bild unten zeigt ein Beispiel für verbleibende Flussmittelrückstände, die über lange Zeiträume zur Oxidation beitragen. Flussmittelrückstände sind hygroskopisch und bilden leitfähige Elektrolyte, wenn sie Wasser aus feuchter Luft aufnehmen, was dann zu beschleunigter Korrosion führt.

Das untenstehende Bild zeigt, wie sich Flussmittelrückstände während des Reflow-Prozesses über eine Baugruppe ausbreiten. Indem sie sich über mehrere Landepads ausbreiten, selbst bei konservativem Pitch, wird es bedenklich, ob diese Rückstände die Oberflächenisolationswiderstand (SIR) verringern oder zu elektrochemischen Reaktionen beitragen, die einen ECM-Kurzschluss verursachen könnten. Lesen Sie den Quellenartikel in der Bildunterschrift unten, um mehr über diese wichtige Studie zu erfahren.

Die Frage stellt sich dann: Können die gleichen Probleme mit Rückständen von No-Clean-Flussmitteln auftreten, wie wir sie bei Rückständen von Standard-Harzflussmitteln oder wasserlöslichen Flussmitteln sehen?

Warum Reinigung dennoch notwendig sein könnte

Heute wird allgemein akzeptiert, dass die Anwesenheit von No-Clean-Lötflussmitteln in bestimmten Betriebsumgebungen immer noch zu Zuverlässigkeitsproblemen beitragen kann. No-Clean-Flussmittelrückstände sind immer noch hygroskopisch, sodass sie Feuchtigkeit aufnehmen und bei erhöhter Temperatur fließen können. Das bedeutet, dass es in extremen oder rauen Umgebungen möglich ist, dass das Flussmittel die Migration von Kontaminanten oder Metallsalzen ermöglicht, was zu den gleichen Korrosionsergebnissen wie bei Standardflussmitteln führen würde.

Jedoch sind unter vielen normalen Bedingungen (Standardtemperatur und -feuchtigkeit) die meisten No-Clean-Flussmittelrückstände nicht korrosiv und nicht leitend. Trotz der Attraktivität von No-Clean-Flussmitteln gibt es mehrere Zuverlässigkeitsbedenken, die in bestimmten Szenarien eine Reinigung der Rückstände erforderlich machen könnten:

Zuverlässigkeit in kritischen Anwendungen: In Bereichen wie Luft- und Raumfahrt, Militär und Automobilindustrie ist die Zuverlässigkeit oft wichtiger als die Kosten. Jegliches verbleibende Flussmittel kann im Laufe der Zeit unter Einsatz in einer rauen Umgebung potenziell abbauen, was nicht nur die Leistung beeinträchtigen, sondern auch zu einem Geräteausfall führen kann. Das Entfernen der Flussmittelrückstände ist ein einfacher Schritt, der einen potenziellen Ausfallmodus beseitigt.

Dichte PCB-Designs: Es ist möglich, dass Ihr PCB-Layout eine hohe Komponentendichte aufweist (z.B. HDI-Platinen), was bedeutet, dass kleine Mengen an Rückständen Probleme verursachen können. Diese Rückstände können Isolationsprobleme verursachen oder Feuchtigkeit aufnehmen, die später zu Korrosion oder Kurzschlüssen beiträgt. Das Reinigen dieser Rückstände hilft, die Abstände einzuhalten und mögliche elektrische Ausfälle zu vermeiden.

Umweltstabilität: Flussmittelrückstände können unter verschiedenen Umweltbedingungen unterschiedlich reagieren. Beispielsweise können die Rückstände bei Hochtemperaturbetrieb eine thermische Degradation durchlaufen und die Migration von Salzen oder anderen Kontaminanten ermöglichen, was im Laufe der Zeit zu Korrosion beitragen würde. Das Reinigen dieser Rückstände eliminiert solche Umweltreaktionen.

Wie man No-Clean-Flussmittelrückstände entfernt

Das Reinigen von No-Clean-Flussmittelrückständen mag übertrieben konservativ erscheinen, aber warum das Risiko eingehen? Bei Wegwerfelektronik ist es nicht notwendig, und das Weglassen des zusätzlichen Reinigungsschritts in der Montage hilft, das Produkt preislich wettbewerbsfähig zu halten. Diese Ansicht ist in anderen Bereichen wie Luft- und Raumfahrt oder Medizingeräten, wo langfristige Zuverlässigkeit am wichtigsten ist, inakzeptabel. Der zusätzliche Reinigungsschritt ist im Vergleich zum Wert, der durch die langfristige Zuverlässigkeit des Produkts und die reduzierte Haftung für Ausfälle gewonnen wird, eine geringe Ausgabe.

Wenn Sie sich entscheiden, dass No-Clean-Flussmittelrückstände entfernt werden sollten, gibt es einige Methoden, diese Rückstände von einer PCB-Montage zu reinigen:

• Mit einem Lösungsmittel
• Mit einem Ultraschallreiniger
• Manuell oder mit automatisierten Systemen

Das Reinigen von verbleibenden No-Clean-Flussmittelrückständen ist sehr einfach. Während des Handlötens verwenden Sie Isopropylalkohol (Reibealkohol) und trocknen die Montage mit Druckluft. Für die Arbeit in höherem Volumen können Sie Spraydosen mit PCB-Reinigungschemikalien kaufen, die verwendet werden können, um Flussmittelrückstände sowie andere Chemikalien zu entfernen, ohne freiliegende Leiter oder Ihre Komponenten zu beschädigen. Bei der Produktion in größeren Mengen wird spezialisiertes Equipment verwendet, um Montagen zu reinigen, während sie durch die Produktionslinie laufen, anstatt alles von Hand zu reinigen.

Um mehr zu erfahren, hören Sie sich unseren Podcast mit Christopher Bonsell an. In dieser Episode diskutieren Zach und Christopher, wie Unternehmen wie Chemcut Herstellern chemische Lösungen für ihre Prozesse bereitstellen, einschließlich der Reinigung von montierten PCBs.

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