清洗后的檢測
1、目測:用2~10倍的光學(xué)顯微鏡檢查電路板是否有焊劑殘留物和其它沾污物。此法較為簡便,但要定量表示微量殘留物就困難。
2、溶劑萃?。簩㈦娐钒褰朐囼?yàn)溶液,然后用離子測試儀測量它的離子電導(dǎo)率。此法設(shè)備貴、速度慢,但可靠性高。
3、測量表面絕緣電阻(SIR)
此法的優(yōu)點(diǎn)是直接測量和定量測量;而且可以檢測局部區(qū)域是否存在焊劑。但此法較為復(fù)雜,需要在電路板表面層上設(shè)計(jì)附加電路。
電路板洗后發(fā)白是怎么回事?
(1)現(xiàn)象:PCB過爐后板面干凈,免洗,但到了第二天就會有發(fā)白的現(xiàn)象。
(2)分析:
不管板子在清洗后出現(xiàn)白色殘留,還是免清洗的板子存儲后出現(xiàn)白色物質(zhì),還是返修時(shí)發(fā)現(xiàn)的焊點(diǎn)上的白色物質(zhì),無非有四種情況:
1、焊劑中的松香:大多數(shù)清洗不干凈、存儲后、焊點(diǎn)失效后產(chǎn)生的白色物質(zhì),都是焊劑中本身固有的松香。因?yàn)槎鄶?shù)助焊劑和錫膏中,松香類化合物都是作為成膜和助焊的主要化學(xué)物質(zhì)。松香通常是透明、硬且脆的無固定形狀的固態(tài)物質(zhì),不是結(jié)晶體。因此松香在熱力學(xué)上不穩(wěn)定,有結(jié)晶的趨向。松香結(jié)晶后,無色透明體就變成了白色粉末。如果清洗不干凈的話,白色殘留就可能是松香在溶劑揮發(fā)后形成的結(jié)晶粉末。這個(gè)不會影響到板子的性能。
2、松香變性物:這是板子在焊接過程中,松香與焊劑發(fā)生反應(yīng)所產(chǎn)生的物質(zhì),而且這種物質(zhì)的溶解性一般很差,不容易被清洗,滯留在板子上,形成白色殘留物。但是這些白色物質(zhì)都是有機(jī)成分的,仍能保證板子的可靠性。
3、有機(jī)金屬鹽:清洗焊接表面氧化物的原理是有機(jī)酸與金屬氧化物反應(yīng)生成可溶于液態(tài)松香的金屬鹽,冷卻后與松香形成固溶體,在清洗中隨松香一起除去。如果焊接表面、零部件氧化程度很高,焊接后生成物的濃度就會很高。當(dāng)松香的氧化程度太高時(shí),可能會與未溶解的松香氧化物一起留在板子上。這時(shí)候板子的可靠性會降低。所以,表貼組裝時(shí)要慎重選擇焊接材料。
4、金屬無機(jī)鹽:這些可能是焊料中的金屬氧化物與助焊劑或焊膏中的含鹵活性劑、PCB焊盤中的鹵離子、元器件表面鍍層中的鹵離子殘留、FR4材料含鹵材料在高溫時(shí)釋放的鹵離子反應(yīng)生成的物質(zhì),一般在有機(jī)溶劑中的溶解度很小。
另外,焊劑殘留還與PCB設(shè)計(jì)、回流焊溫度、回流時(shí)間、溫度、濕度等有關(guān)系。
在清洗設(shè)備正常工作(超聲波、溫度、清洗時(shí)間)時(shí)出現(xiàn)發(fā)白現(xiàn)象,說明沒有洗干凈,是清洗力不足導(dǎo)致。白的東西一方面包含松香、聚合松香結(jié)晶體,另一方面也包含小分子酸的錫鹽和鉛鹽。正常情況下松香和聚合松香固化時(shí)并不呈晶體,在溶劑中容易溶解;一旦結(jié)晶,許多性質(zhì)都發(fā)生變化,在溶劑中的溶解速率也變慢許多。小分子酸的錫鹽和鉛鹽在溶劑中的溶解度較小,而且溶解速度慢。在不提高溫度和不延長清洗時(shí)間的情況下,清洗劑的選擇就很重要。如果清洗劑選的合適的話,助焊劑殘留物可能會被清洗掉;清洗劑一旦選擇與殘留物不匹配,可能很難清洗這些金屬鹽,從而在板子上留下白斑。這些物質(zhì)會影響到板子的電氣性能。不同的清洗劑對不同的助焊劑表現(xiàn)出不同的清洗效果,這只有通過實(shí)際試用才能選出適合某一助焊劑的清洗劑。
還有一種情況,即平常使用正常,而在天氣不好尤其濕度很大時(shí)會產(chǎn)白現(xiàn)象。濕度一方面導(dǎo)致清洗劑液面產(chǎn)生凝結(jié)水從而降低了清洗力,另一方面濕度也增加了松香結(jié)晶的機(jī)會進(jìn)而增加了清洗的難度。出現(xiàn)這種現(xiàn)象也是可以從選擇優(yōu)質(zhì)清洗劑方面解決的。
對清洗問題的不正確認(rèn)識
清洗制程中,不能選擇免清洗的焊膏、助焊劑,否則會因?yàn)榍逑床煌耆?,反而降低可靠性。為了迎合電子廠商的要求,許多助焊劑廠商都推出了免清洗助焊劑,盡管其產(chǎn)品說明書上標(biāo)明RA字樣。在許多高精度要求的場合,比如軍事、飛機(jī)部件,即使活性較弱的RMA型助焊劑也是要清洗干凈的,以確??煽啃?。而RA焊劑,由于活性較強(qiáng),隨之也帶來了腐蝕和漏電等問題,除非應(yīng)用于象風(fēng)扇這樣的低要求民品市場,否則必須清洗。受現(xiàn)有檢測方法的限制,RA焊劑在檢測時(shí)可能含具有很高的SIR(表面絕緣電阻),但使用時(shí)仍會出現(xiàn)因漏電而導(dǎo)致圖象條紋和音色失真等問題,這已被許多廠商證實(shí)。
如何提高清洗效果?
1、應(yīng)在焊接之后盡快清洗(1個(gè)小時(shí)以內(nèi));
2、提高清洗劑工作溫度;
3、延長清洗時(shí)間;
4、經(jīng)常更換新的清洗劑。
我們常推薦一種對產(chǎn)品完全沒有傷害的碳?xì)漕惽逑匆侯A(yù)先浸泡PCB(碳?xì)漕惽逑磩┮兹疾荒苡闷胀ǔ暡ㄇ逑礄C(jī),必須用設(shè)備較為昂貴的防爆清洗機(jī)),然后再作正式超聲清洗,可以解決焊劑殘留物成分復(fù)雜,清洗難度較大的問題。