Чем отмыть флюс после пайки

Основные факторы, которые необходимо учитывать при построении процесса очистки от флюса:

Флюсы на водной и неводной основе. Какой из них выбрать?

Герьян Дипстратен, Cobar Europe B. V., [email protected]
Тим Лоуренс, доктор технических наук, Кобар/Балвер Зинн, [email protected] Под редакцией Татьяны Кузнецовой, инженера-технолога, доктора технических наук.
Перевод: Артем Вахитов

Отмываемая "бесфлюсовая" или отмываемая водой паяльная паста с флюсом? Эксперты компании Cobar делятся своими мыслями по этому вопросу. После отказа в 1970-х годах от использования хлорфторуглеродных растворителей для промывки сборок печатных плат в электронной промышленности, технология бесфлюсовых флюсов все чаще используется на этапе сборки. К ее преимуществам относятся более низкие затраты, меньшее количество этапов процесса и упрощение процесса квалификации за счет отсутствия необходимости устанавливать параметры промывки. Для тех, кому необходима повышенная надежность, которую обеспечивает отмывка, по-прежнему можно использовать паяльные пасты с отмываемыми водой флюсами, которые широко представлены на рынке. Этот метод позволяет использовать высокоактивированные материалы, подходящие для компонентов с плохой паяемостью и/или высокой теплоемкостью, без риска эксплуатационных сбоев. В последние годы граница между этими двумя стратегиями размылась, и некоторые производители прибегают к использованию бесфлюсовых остатков в попытке совместить простоту использования с надежностью, обеспечиваемой выщелачиванием водой. В этой статье мы оцениваем целесообразность такого подхода.

Флюсы на водной и неводной основе

Помимо способности к флюсованию, основным требованием к флюсу на водной основе является способность удалять остатки путем промывки в воде (желательно без химических добавок). Не обязательно, чтобы все компоненты флюса были водорастворимыми. Водорастворимые флюсы обычно основаны на водорастворимых полимерах, активируемых галогеноводородами аминов и органических кислот с добавлением подходящих растворителей и реологических модификаторов. Типичный несмываемый флюс содержит канифоль (часто модифицированную для улучшения цвета и стойкости к окислению), другие ингредиенты, усиливающие активацию (частично аналогичные тем, которые используются в флюсах на водной основе), ингибиторы коррозии, растворители и желирующие вещества. Основным ингредиентом является канифоль. Благодаря своим физическим и химическим свойствам она идеально подходит для требуемого применения. В процессе пайки оплавлением образуется вязкая жидкость, которая действует как стабильный активатор. По завершении процесса жидкость застывает, окружая продукты флюса и непрореагировавшие компоненты флюса. Являясь нерастворимым в воде диэлектриком, канифоль образует локальное конформное покрытие, которое защищает нижележащие электронные схемы от различных факторов, например, повышенной влажности. В отличие от водорастворимых флюсов, здесь нет требования, что все остатки флюса должны быть растворимы в определенном растворителе. Более того, такое требование было бы крайне обременительным, учитывая широкий спектр используемых материалов – от водорастворимых дикарбоновых кислот и галогеноводородов аминов до нерастворимых в воде галогенированных органических соединений и канифоли, а также различных солей, оксидов и гидроксидов металлов, образующихся в процессе пайки. При разработке несмываемых флюсов возможность промывки не учитывается. Валидация продуктов (особенно в отношении их сопротивления изоляции и электрохимической миграции) основана на этом предположении.

Практические советы

Факторы, влияющие на решение о стирке

Основываясь на собственном и международном опыте компании Остех, мы можем перечислить основные факторы, влияющие на решение о стирке:

1. Класс оборудования (требования к надежности).

С точки зрения надежности электронные изделия делятся на три основных класса:

Класс 1 (бытовая электроника) – чистка не требуется, так как изделия используются в нормальных климатических условиях.

Класс 2 (промышленная электроника) – 50/50, изделия в нормальных климатических условиях обычно не требуют очистки, очистка оправдана для изделий, подвергающихся воздействию суровых условий.

Класс 3 (специальное оборудование) – очистка обязательна!

Каждый из этих классов имеет свои требования по защите от внешних воздействий.

Бытовые приборы обычно эксплуатируются в мягких условиях, поэтому к ним часто не предъявляются высокие требования по надежности.

Промышленная электроника требует повышенной надежности, а значит, хорошего удаления остатков припоя и дополнительной защиты от внешних воздействий.

Военная и специальная электроника требует высочайшей надежности. Электронные узлы, не прошедшие очистку и защиту от внешних воздействий, не должны вводиться в эксплуатацию.

2. Класс используемых материалов для пайки.

В настоящее время преобладающие технологии сборки печатных узлов включают флюсы, которые не требуют очистки флюса после пайки. К таким флюсам в соответствии с международным стандартом J-STD-004 относятся канифольные флюсы, слабоактивированные флюсы, флюсы с низким содержанием твердых частиц и органические флюсы. Эти флюсы обычно не требуют удаления остатков припоя при условии, что оборудование эксплуатируется в нормальных климатических условиях. Однако в некоторых случаях может потребоваться удаление остатков флюса.

Основные виды загрязнений и их последствия

Различные полярные и неполярные загрязнения остаются на ПХД во время производства, хранения и сборки. В таблице 2.1 перечислены основные типы загрязнений ПХД после сборки и промывки.

Таблица 2.1 Основные типы загрязнений

Неудаленные загрязнения на поверхности ПУ могут оказывать значительное влияние на различные параметры. Активаторы в составе флюса содержат ионные соединения (галогены, соли и кислоты), которые, в свою очередь, могут вступать в реакцию с влагой, влияя на поверхностное сопротивление. Хотя остатки флюса очень редко становятся причиной отказов во время эксплуатации, последствия коррозии могут быть очень серьезными.