Отмывка печатных плат

Флюсы используются для удаления с поверхности металла загрязнений и оксидных пленок, которые образуются при хранении печатных плат и ухудшают качество соединения при пайке. Благодаря низкому поверхностному натяжению флюсы обладают хорошей растекаемостью, которая позволяет им проникать в труднодоступные зоны платы. Вместе с тем это положительное качество становится проблемой, когда речь заходит об удалении остатков флюсов после завершения пайки. Особенно когда речь идет о смонтированных печатных платах со сложным рельефом. Канифольные (rosin), водосмываемые (water soluble) и не требующие отмывки (no-clean, NC) флюсы имеют характерные остатки и требуют индивидуального подхода для их удаления.

Канифольные флюсы производятся на основе очищенной натуральной смолы сосны и делятся на 3 типа в зависимости от состава:

1. Неактивные флюсы (RO – rosin-канифоль), помимо канифоли содержат растворитель. Эти флюсы имеют тевердые, некоррозионные и нетокопроводные остатки, которые могут быть удалены с помощью растворителя. Недостатком данного вид флюсов является то, что они применимы только для чистых и легко паяемых поверхностей.
2. Среднеактивированные флюсы (RMA – Rosin mildly activated – немного активированная канифоль) состоят из канифоли, растворителя и активатора. Так же, как и неактивированные флюсы, они подходят для поверхностей, хорошо поддающихся пайке, но при этом имеют хорошие очищающие свойства. Остатки RMA – флюсов прозрачные и мягкие, однако могут вызывать коррозию, поэтому предпочтительно после пайки производить отмывку растворителями либо водными мыльными растворами.
3. Активированные флюсы (RA – Rosin Activated – активированная канифоль) содержат канифоль, растворитель и агрессивный активатор. Это активные флюсы для сильно окисленных и загрязненных поверхностей, имеют коррозионные остатки, которые необходимо удалить сразу по окончании пайки. Для отмывки используются спиртовые органические растворители.

Водосмываемые флюсы изготавливаются на основе органических кислот, нелеобразующих добавок и растворителей. Эти флюсы имеют широкий диапазон активности – от нейтральной до очень высокой, что позволяет их использовать для пайки даже сложных поверхностей, таких как нержавеющая сталь. Из-за разнообразия уровней активности важно учитывать спецификации флюса в отношении его коррозионной активности и токопроводности. Такие флюсы требуют обязательной промывки горячей деионизированной водой (55-65°С).

Безотмывочные флюсы (no-clean, NC) изготавливаются на основе натуральных и синтетических смол. В их составе содержится меньше смол (35-45%) по сравнению с RMA-флюсами. Обычно безотмывочные флюсы имеют низкую и среднюю активность и предназначены для легко паяемых поверхностей. Доля твердых остатков NC-флюсов минимальна и составляет менее 2%. Производители утверждают, что при использовании таких материалов отмывка не обязательна. В случае необходимости ее проводят с применением тех же средств, что и для RMA-флюсов – растворителей и мыльных растворов.

На упаковках и в инструкциях к флюсам иногда встречаются заверения о том, что продукт является высококачественным и не требует отмывки после пайки, поскольку не вызывает коррозии и не проводит электрический ток. Однако многочисленные случаи выхода из строя электронных устрой ств, отмывкой микросхем которых пренебрегали, свидетельствуют, что лучше не рисковать и флюсы смывать сразу по окончании пайки.

На сегодняшний день существует несколько способов отмывки печатных узлов от остатков флюсов. Наиболее доступным методом является ручная отмывка. Она не требует наличия специального оборудования, достаточно емкости и жидкости для отмывки. Как правило, на практике печатные узлы отмачивают в спирто-бензиновой смеси. Изопропиловый спирт удаляет флюсы на основе канифоли, а бензин «Калоша» (Нефрас С2 80/120) растворяет остатки паяльной пасты, содержащей вазелиновое масло. Однако при своей кажущейся простоте данный метод имеет свои недостатки. И спирт, и бензин – горючие жидкости, обращение с которыми требует особой осторожности. Также существенный недостаток ручной отмывки заключается в ее ограниченных возможностях, когда речь идет о печатных узлах со сложным рельефом. Так, отмывочные жидкости не проникают в глухие отверстия и не удаляют загрязнения под низкопосаженными компонентами. Справиться с данной задачей под силу ультразвуковой и струйной отмывке (только при применении метода «струи» в вакууме»).

Ультразвуковая отмывка – эффективные и передовой способ отмывки печатных узлов, основанный на процессе кавитации – образовании и последующем «взрыве» пузырьков в отмывочной жидкости. «микровзрывы» на границе с поверхностью изделия отлично удаляют загрязнения: остатки канифольного флюса, паяльной пасты, трубчатого припоя, графитовых смазок, эксплуатационных загрязнений органического характера (маслогрязевых, нефтепродуктов, пыли, сажи), шлифовальных, доводочных и полировальных паст, СОЖ.

Использование в ультразвуковых ваннах спирто-нефрасовых смесей запрещено ввиду их пожароопасности. Как правило, жиро-масляные загрязнения удаляют с помощью щелочных растворов, а нагар и ржавчину – с помощью слабокислотных.

По сравнению с ручной отмывкой, ультразвуковое воздействие обеспечивает доступ моющего раствора даже в самые труднодоступные участки печатного узла, в том числе под SMD-компоненты. Можно было бы без ограничений использовать широкие возможности ультразвука для печатных узлов, если бы некоторым электронным компонентам не было противопоказано ультразвуковое воздействие. Как правило, производитель компонентов указывает ограничения по отмывке в технической документации. В таком случае альтернативным вариантом, обеспечивающим качественный результат, является применение струйных технологий отмывки с вакуумированием.