Assurez-vous de nettoyer votre flux no-clean

Le flux sans nettoyage est devenu populaire en raison de sa commodité. Cependant, malgré son nom, la question de savoir si le flux sans nettoyage doit effectivement être laissé sur le PCB après l'assemblage est un sujet de débat continu. Cela s'applique lors de la soudure manuelle de trous traversants, où un fil peut être utilisé avec du flux, ou lorsque des pâtes à souder sont utilisées avec des composants CMS qui peuvent avoir une formulation de flux sans nettoyage.

Le flux sans nettoyage est conçu pour laisser derrière lui un résidu inoffensif après soudure, car le résidu est supposé être non conducteur et non corrosif. Cela éliminerait le besoin de nettoyage après soudure, ce qui peut économiser du temps, des matériaux et, en fin de compte, des coûts. Pourtant, la décision de nettoyer ou non ces résidus n'est pas aussi simple qu'il y paraît. Divers facteurs, y compris l'environnement d'exploitation du PCB, la complexité de l'assemblage et les préoccupations de fiabilité à long terme, peuvent influencer cette décision.

Pourquoi le Flux Sans Nettoyage est Utilisé

Tous les flux utilisés dans le soudage des PCB sont destinés à faciliter le mouillage en éliminant l'oxydation des surfaces métalliques soudées. Ils sont conçus pour se décomposer pendant le processus de soudage et, idéalement, ils devraient laisser derrière eux un minimum de résidus. Il existe trois types de flux utilisés dans les formulations de soudure :

1. flux âme de colophane
2. flux à base de colophane sans nettoyage
3. flux soluble dans l'eau

Le flux sans nettoyage est formulé pour laisser très peu de résidus sur le PCB après que le processus de soudage soit terminé. Les résidus restants doivent être non conducteurs et non corrosifs, ce qui permet d'éliminer une étape de nettoyage à la fin de l'assemblage du PCB. Apprenez-en plus sur les différents flux de soudure dans cet article.

Si vous avez déjà regardé une photo d'un ancien PCB qui n'a pas reçu un nettoyage approfondi, on peut voir ce qui se passe lorsque les résidus de flux commencent à se dégrader avec le temps. L'image ci-dessous montre un exemple de résidus de flux restants contribuant à l'oxydation sur de longues périodes. Les résidus de flux sont hygroscopiques et formeront des électrolytes conducteurs lorsqu'ils absorbent l'eau de l'air humide, ce qui conduit ensuite à une corrosion accélérée.

L'image ci-dessous montre comment les résidus de flux se répandent sur un assemblage pendant le reflow. En se répandant sur plusieurs pads de connexion, même avec un espacement conservateur, cela devient préoccupant quant à savoir si ces résidus créent une réduction de la résistance d'isolation de surface (SIR), ou contribuent à des réactions électrochimiques qui pourraient créer un court-circuit ECM. Lisez l'article source dans la légende de l'image ci-dessous pour en savoir plus sur cette étude importante.

La question devient alors : les mêmes problèmes peuvent-ils survenir avec les résidus de flux no-clean comme nous le voyons dans les résidus des flux de colophane standard ou des flux solubles dans l'eau ?

Pourquoi le nettoyage pourrait toujours être nécessaire

Aujourd'hui, il est généralement accepté que la présence de flux de soudure no-clean peut encore contribuer à des problèmes de fiabilité dans certains environnements de fonctionnement. Les résidus de flux no-clean sont toujours hygroscopiques, donc ils absorberont l'humidité, et ils peuvent couler à température élevée. Cela signifie que dans des environnements extrêmes ou difficiles, le flux peut permettre la migration de contaminants ou de sels métalliques, ce qui donnerait les mêmes résultats de corrosion que les flux standard.

Cependant, dans de nombreuses conditions normales (niveaux de température et d'humidité standard), la plupart des résidus de flux no-clean sont non corrosifs et non conducteurs. Malgré l'attrait des flux no-clean, il existe plusieurs préoccupations de fiabilité qui pourraient nécessiter le nettoyage des résidus dans certains scénarios :

Fiabilité dans les applications critiques : Dans des secteurs comme l'aérospatiale, le militaire et l'automobile, la fiabilité prime très souvent sur le coût. Tout résidu de flux peut potentiellement se dégrader avec le temps lors du déploiement dans un environnement difficile, ce qui pourrait non seulement affecter la performance, mais également conduire à une défaillance de l'équipement. Nettoyer les résidus de flux est une étape simple qui élimine un mode potentiel de défaillance.

Conceptions de PCB denses : Il est possible que votre agencement de PCB présente une haute densité de composants (par exemple, des cartes HDI), ce qui signifie que de petites quantités de résidus peuvent causer des problèmes. Ces résidus peuvent créer des problèmes d'isolation ou absorber l'humidité qui contribue plus tard à la corrosion ou aux courts-circuits. Nettoyer ces résidus aide à maintenir les espacements et à éviter tout échec électrique potentiel.

Stabilité environnementale : Les résidus de flux peuvent réagir différemment sous diverses conditions environnementales. Par exemple, lors d'opérations à haute température, les résidus peuvent subir une dégradation thermique et permettre la migration de sels ou d'autres contaminants, ce qui contribuerait à la corrosion au fil du temps. Nettoyer ces résidus élimine de telles réactions environnementales.

Comment enlever les résidus de flux no-clean

Nettoyer les résidus de flux sans nettoyage peut sembler excessivement prudent, mais pourquoi prendre le risque ? Dans l'électronique jetable, ce n'est pas nécessaire, et éliminer l'étape de nettoyage supplémentaire dans l'assemblage aide le produit à rester compétitif en termes de prix. Cette vision est inacceptable dans d'autres domaines comme l'aérospatiale ou les dispositifs médicaux, où la fiabilité à long terme est la plus importante. L'étape supplémentaire de nettoyage représente une dépense mineure comparée à la valeur obtenue grâce à la fiabilité à long terme du produit et à la réduction de la responsabilité en cas de défaillance.

Si vous décidez que les résidus de flux sans nettoyage doivent être retirés, il existe quelques méthodes pour nettoyer ces résidus d'un assemblage de PCB :

• Utiliser un solvant
• Utiliser un agitateur ultrasonique
• À la main ou avec des systèmes automatisés

Nettoyer les résidus de flux sans nettoyage est très simple. Lors du soudage manuel, utilisez de l'alcool isopropylique (alcool à friction) et séchez l'assemblage avec de l'air forcé. Pour travailler à un volume plus élevé, vous pouvez acheter des bombes aérosols de produits chimiques de nettoyage de PCB qui peuvent être utilisées pour enlever les résidus de flux, ainsi que d'autres produits chimiques, sans endommager les conducteurs exposés ou vos composants. Lors de l'opération dans un environnement de production en volume, un équipement spécialisé est utilisé pour nettoyer les assemblages au fur et à mesure qu'ils avancent dans la ligne de production, plutôt que de tout nettoyer à la main.

Pour en savoir plus, écoutez notre podcast avec Christopher Bonsell. Dans cet épisode, Zach et Christopher discutent de la manière dont des entreprises comme Chemcut fournissent aux fabricants des solutions chimiques pour leurs processus, y compris le nettoyage des PCB assemblés.

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