Контроль качества отмывки печатных плат – необходимый этап современного производства

Чем дальше идет развитие сферы производства электроники, тем более жесткие требования предъявляются к изделиям. Помимо усложнения технических заданий и технологических процессов, растет конкуренция среди производителей электроники. Именно поэтому этапы промежуточного контроля продукта обретают все большую значимость с каждым днем. Контроль качества отмывки печатных плат не является исключением, в данной статье речь пойдет именно об этом процессе.

Начнем с того, что некоторые предприятия вовсе минуют стадию отмывки печатных плат, это стало возможно с изобретением безотмывных паяльных паст. Также следует отметить, что многие производители остановились на ручной отмывке в спирто-бензиновой смеси, либо в ультразвуковой ванне малой производительности. Однако, когда речь идет об ответственном применении и строгой процедуре приемки изделий, игнорировать этап отмывки бессмысленно. Ровно так же бессмысленно заявлять о степени чистоты вашего изделия без должной количественной её оценки. Качественно отмывать печатные платы и количественно оценивать чистоту возможно только с использованием профессионального оборудования. Одним из самых распространенных способов оценки чистоты печатной платы является проверка удельного сопротивления экстракта растворителя (ROSE - Resistivity Of Solvent Extracted).

Проверка степени ионного загрязнения необходима, потому что остатки ионов, образующиеся при производстве и пайке печатных плат, могут влиять на надежность конечного узла. В условиях влаги ионное загрязнение может привести к возникновению следующих проблем: замыкание между проводниками, возникающее из-за выстраивания электропроводящей цепочки; коррозия, разъедающая сами проводники; потеря сопротивления изоляции. Поэтому важно отслеживать степень ионного загрязнения, указывающего на класс чистоты и, следовательно, на ожидаемую надежность узла.

Ионное загрязнение измеряется погружением образца в проверочный раствор, состоящий из 2-пропанола и деионизированной воды для растворения загрязнителей. Растворение ионосодержащих веществ приводит к изменению проводимости проверочного раствора; измеренное значение этого изменения преобразуется в значение степени загрязнения, выраженное в мкг/см2, в эквиваленте NaCI. В условиях расширяющегося использования не требующих очистки паяльных флюсов или флюсов с низким содержанием твердых веществ и оборудования для пайки с контролируемой газовой средой, показатель ионного загрязнения стал основным параметром контроля за технологическим процессом в производственной среде. Приборы для определения ионного загрязнения являются исключительными измерительными инструментами статистического контроля производственных процессов (SPC - Statistical Process Control) пайки и очистки. Проверка определенного количества образцов в час и за день позволяет выявлять все изменения степени ионного загрязнения и быстро информировать оператора об изменениях технологического процесса или возникновении неисправностей, влияющих на степень загрязнения и, следовательно, на качество плат.

Приборы для определения ионных загрязнений – не новинка, пользователю доступен выбор между предложениями многих мировых производителей. Один из наиболее интересных тестеров – DCT R.O.S.E. Tester от компании DCT Cleaning, Чехия. Продукты разработан и запущен в серийное производство в 2012 году. Последняя версия тестера обладает рядом преимуществ перед конкурентами, ключевые – высокая чувствительность, низкая цена и компактное исполнение.


Рис. 1 Тестер ионных загрязнений DCT R.O.S.E. Tester 32

Все компоненты прибора для определения ионного загрязнения тщательно отобраны для обеспечения высокого качества и исключительной надежности. Гидравлическая система каждого прибора тщательно проверяется, а для изготовления баков и труб, находящихся в контакте с проверочным раствором, используются полимеры специального класса. Этот раствор является смесью чистого реактива 2-пропанола и сверхчистой деионизированной воды, смешанных в соотношении 50% или 75%, в соответствии с требованиями применяемого стандарта.

Каждый раз перед выполнением новой проверки, автоматически выполняется предварительная очистка раствора. Для этого используется специальный регенерирующий или деионизирующий патрон, который просто заменяется. Электронное управление осуществляется низковольтной системой, заключенной в отдельном, легкодоступном шкафу. На сегодняшний день чувствительность зонда может достигать 0,0001 мкСм/см (самый чувствительный зонд, доступный на рынке – DCT R.O.S.E. Tester).

Обработка результатов проверки производится при помощи специализированного программного обеспечения, поставляемого в комплекте с устройством, в то же время, для проведения самих испытаний, компьютер не нужен. Получаемые данные проверки соответствуют требованиям международных и военных нормативов, задокументированных в MIL-P-28809 (устарел, но все еще используется как справочный материал в промышленности), стандартах DEF 00-10/3, IPC-J-STD 001D и IPC-TM-650, и в технических условиях IEC. Результатом проверки печатной платы является сигнал «прошел» либо «не прошел», генерируемый на основании сравнения измеренного уровня чистоты с заданным.


Рис. 2 График зависимости степени загрязнения от времени измерения

Оценка чистоты печатной платы поможет избежать многих разрушающих процессов, таких как электрохимическая миграция, образование дендритов, формирование анодных нитей, коррозия контактных площадок. Помимо этого, не стоит забывать про необходимость отмывки печатных плат и оценки качества отмывки перед нанесением влагозащитных покрытий, иначе нельзя гарантировать качественную адгезию материалов нанесения.