Tecnologia PCB - Norme di pulizia dei circuiti stampati

Una domanda spesso posta attraverso la nostra hotline di supporto tecnico è: "Qual è lo standard IPC per la pulizia?". Questa è una domanda semplice e diretta spesso posta dai principianti nel settore PCB, quindi una risposta semplice e diretta è generalmente ciò che vogliono. Tuttavia, nella maggior parte dei casi, questo non è abbastanza professionale per le loro esigenze personali.

Per rispondere a questa domanda, dobbiamo prima comprendere gli standard semplici: standard IPC utilizzati, tipi di residui, campo di applicazione e standard di pulizia. La tabella 1 risponde a queste domande, alla vecchia maniera, veloce e semplice.

Tabella 1. Sintesi dei requisiti di pulizia IPC

Tipo di residuo standard Campo di applicazione Standard di pulizia

IPC-6012 Ion Tutti i tipi di maschera di saldatura elettronica prima del rivestimento <1.56μg/cm2NaCl equivalente

IPC-6012 Materia organica* Tutti i tipi di maschera di saldatura elettronica prima della scheda luminosa senza precipitazione di contaminanti

J-STD-001 Tutti i tipi, tutti i tipi di maschera di saldatura elettronica prima della scheda luminosa, abbastanza per garantire saldabilità

J-STD-001 Granuli Tutti i tipi elettronici di assemblaggio post-saldatura non-loosing, non-volatile, separazione elettrica minima

J-STD-001 Rosin* Gruppo post-saldatura di elettronica di classe 1 <200μg/cm2

Gruppo elettronico post-saldatura classe 2 <100μg/cm2

3 tipi di assemblaggio elettronico dopo saldatura <40μg/cm2

J-STD-001 Ion* Tutti i tipi elettronici di assemblaggio post-saldatura <1,56μg/cm2NaCl equivalente

IPC-A-160 Residui visibili Montaggio post-saldatura di tutte le categorie elettroniche Accettabilità visiva

* Quando è richiesto il test

Ma queste risposte forniscono i fatti necessari? Sfortunatamente, il chiamante è raramente soddisfatto. Infatti, queste risposte di solito portano a più domande, come: "È questo?". "E se i contaminanti contengono più cloruri?" "Che dire dei residui di flusso nel processo no-clean?" "Cosa succede se uso un cappotto conforme per proteggere il montaggio?"; Oppure: "E gli altri contaminanti non ionici?"

A differenza dei "bei momenti" in cui il flusso di colofonia dominava l'industria in passato, nuovi rivestimenti superficiali, flussi, sistemi di saldatura e pulizia appaiono costantemente. Ovviamente, non esiste una risposta "taglia unica". Per questo motivo, gli standard e le specifiche sottolineano le procedure di prova utilizzate per dimostrare l'affidabilità, piuttosto che un semplice numero di pass/fail.

Uno sguardo più attento agli standard IPC-in particolare IPC-6012, agli indicatori tecnici e alle prestazioni dei pannelli stampati rigidi-rivela che la pulizia del pannello leggero dopo maschera di saldatura, saldatura o rivestimento superficiale alternativo dovrebbe essere specificata nel documento Requisiti di grado. Ciò significa che il produttore del montaggio deve dire al produttore del circuito stampato quanto pulito desidera la scheda nuda. Lascia inoltre spazio ai produttori di assemblaggio che utilizzano processi no-clean per imporre requisiti di pulizia più severi ai circuiti stampati in entrata.

Il produttore di PCB di assemblaggio deve solo specificare la pulizia della scheda in entrata, ma concorda anche con l'utente sulla pulizia del prodotto assemblato. Secondo J-STD-001, a meno che non sia specificato dall'utente, il fabbricante deve specificare i requisiti di pulizia (non lavaggio o una o due superfici di montaggio da pulire) e verificare la pulizia (o non richiedere prove, prove di resistenza all'isolamento superficiale, prove ioniche, rosate o altri contaminanti organici superficiali). Quindi il sistema di pulizia viene selezionato in base alla compatibilità del processo di saldatura e del prodotto. Il test di pulizia dipenderà dal flusso e dai prodotti chimici di pulizia utilizzati. Se si utilizza il flusso di colofonia, J-STD-001 fornisce standard digitali per i prodotti da 1, 2 e 3. Altrimenti, il test di contaminazione ionica è il più semplice e meno costoso. J-STD-001 ha anche requisiti numerici generali, come descritto nella tabella 1.

Se il contenuto di cloruro è fonte di preoccupazione, i risultati della ricerca industriale che coinvolge cromatografia ionica hanno dimostrato che le seguenti linee guida costituiscono punti di rottura ragionevoli per il contenuto di cloruro. Quando il contenuto di cloruro supera i seguenti livelli, aumenta il rischio di guasto dell'elettrolisi:

Per basso flusso solido, meno di 0,39μg/cm2

Per un elevato flusso di colofonia solida, inferiore a 0,70μg/cm2

Per flusso solubile in acqua, meno di 0,75-0,78μg/cm2

Per bordo leggero metallizzato stagno/piombo, meno di 0.31μg/cm2

Spesso le discussioni sulla pulizia arrivano a questa risposta finale: la vera pulizia dipende dal prodotto e dall'ambiente di utilizzo finale desiderato. Ma come si decide quale pulizia è sufficiente per uno specifico ambiente di utilizzo finale? Attraverso un'analisi approfondita e rigorosa, ogni potenziale inquinante e situazione di utilizzo finale sono studiati e vengono effettuati test di affidabilità a lungo termine.

Ma c'è un modo più semplice? Accorcia le deviazioni per aumentare l'apprendimento introducendo l'esperienza degli altri. Come IPC, EMPF e Naval Avionics Center (US Naval Aviation Center) hanno condotto una serie di test e studi industriali su varie condizioni di pulizia; alcuni di questi risultati sono disponibili nel pubblico dominio. Questi documenti tecnici e manuali guidano individui o aziende a comprendere questo sottile, ma anche critico, elemento di test e efficacia dei processi. Un buon esempio è il programma di test di pulizia e pulizia approfondito sponsorizzato dall'IPC, dall'Agenzia per la protezione dell'ambiente (EPA, Environmental Protection Agency) e dal Dipartimento della Difesa (DOD) alla fine degli anni '80. Questo programma indaga nuovi materiali e processi utilizzati nel processo di pulizia della produzione di PCB per ridurre il livello di clorofluorocarbone (CFC).

La prossima grande ondata nell'industria PCB - il movimento di strati isolanti privi di piombo e alogenuri - può innescare un altro ampio studio a livello industriale di pulizia e pulizia.