Грязная печатная плата — Полное руководство, как сделать вашу печатную плату чистой и долговечной

Грязная печатная плата На печатных платах скапливается пыль, и они иногда контактируют с жидкостями в результате разбрызгивания или намокания. Воздействие этих элементов постепенно вызывает коррозию паяных соединений, что может привести к повреждению схемы.

Многие загрязнители также могут изолировать крошечные компоненты на плате, предотвращая потерю тепла и, в конечном итоге, их перегрев.

В этой статье описывается, как грязная печатная плата влияет на ваш проект и как очистить печатную плату. Это должно быть полезно для вас.

https://youtu.be/NnOGivIstMk

Что означает грязная печатная плата?

Грязная печатная плата» также иногда используется на рынке для обозначения бывших в употреблении или отремонтированных плат, приобретенных в качестве более дешевой альтернативы совершенно новым печатным платам.

Печатная плата, использованная в предыдущем устройстве, достаточно восстановлена ​​компанией по очистке печатных плат, чтобы ее можно было использовать при изготовлении нового устройства.

Несмотря на название, грязные печатные платы рыночного класса обычно довольно чистые по номинальной стоимости. Однако, несмотря на то, что загрязненная печатная плата хорошего качества может оставаться работоспособной в течение значительного периода времени, она не может гарантировать долговечность новой платы.

Поэтому готовые грязные печатные платы идеально подходят для прототипов.

Рисунок 1. Печатная плата Custome Black Soldermask

Печатная плата также может считаться «грязной», если после пайки на ней остались значительные остатки флюса. Сегодня около 70 процентов всех печатных плат собираются с использованием паяльной пасты, не требующей очистки, что означает, что флюс не нужно удалять.

Однако после пайки флюс обычно оставляет следы на местах пайки и вокруг них. Количество остатка зависит от содержания изменения — твердых веществ, смол, гелеобразователей и активаторов — и флюс с небольшим количеством твердых веществ оставляет мало следов на плате.

Как грязная печатная плата может повлиять на работу

Загрязнения печатных плат, такие как пыль, влага и остатки флюса, могут отрицательно сказаться на ваших схемах.

2.1 Пыль и влага

Пыль — это сложное вещество, состоящее из различных неорганических и органических материалов и значительного количества воды и растворенных солей.

Влияние пыли на надежность печатных плат постоянно растет благодаря технологии миниатюризации и все более широкому использованию печатных плат в условиях повышенного воздействия пыли, например, в телекоммуникационной и информационной отраслях.

Рисунок 2. Запыленная печатная плата

Пыль может вызвать ряд проблем с печатной платой. Из-за своей гидрофильной природы может образовывать проводящую пленку электролита, которая может снизить сопротивление поверхностной изоляции между проводниками.

Даже без воды частицы могут увеличивать трение на контактных поверхностях, способствуя износу и коррозии. Кроме того, поскольку они действуют как диэлектрики, они также могут создавать помехи сигналам в разъемах и линиях.

Если всего этого недостаточно, чтобы побудить вас, наконец, осмотреть свою электронику, пыль, скапливающаяся на активных компонентах и ​​разъемах питания, может привести к необратимым повреждениям при перегреве компонентов.

2.2 Остаток флюса

Хотя пыль и влага не несут ничего хорошего для печатных плат, остатки флюса могут еще хуже повлиять на ваш проект. Флюсовые материалы, не требующие очистки, были введены, чтобы исключить необходимость очистки печатных плат перед повторной пайкой.

Тем не менее, несмотря на то, что преимущества неочищенных плат были очевидны, сборщики быстро осознали проблему остатков.

Остатки флюса, которые отделяются от платы во время пайки, имеют тенденцию постепенно накапливаться на контактах припаянных компонентов, вызывая проблемы с проводимостью, особенно в схемах с тактовой частотой более одного гигагерца.

На таких высоких частотах электроны в основном проходят по внешней поверхности проводника, а это означает, что остатки флюса на клеммах могут показывать ток, вызывая помехи сигнала.

Рис. 3. Остатки флюса на печатной плате

Как и пыль, остатки флюса также обладают гидрофильными свойствами. Таким образом, когда вы дозируете материал подложки в сборку флип-чипа и сушите его нагреванием, может образоваться небольшой карман, пар или газ, который в конечном итоге отделит подкладку от платы, создавая путь для проникновения загрязняющих веществ в сборку.

Факторы, которые могут вызвать загрязнение печатной платы

К настоящему времени вы, вероятно, имеете хорошее представление об агентах, которые загрязняют печатные платы, и поэтому можете догадаться, как они попадают на печатную плату. Ниже приведены три распространенные причины загрязнения печатной платы.

3.1 Остатки во время производства

Исторически сложилось так, что при производстве печатных плат использовались флюсы на основе активированной канифоли. Однако, поскольку эти флюсы состоят из соединений хлора или брома, любые остатки, оставшиеся после пайки, могут вызвать коррозию во время эксплуатации изделия.

Следовательно, были разработаны многочисленные методы очистки, чтобы избавиться от галогенидов. Хорошо очищенный продукт будет иметь на поверхности минимальное количество галоидных соединений.

Сегодня большинство производителей печатных плат использовать безотмывочные флюсы. Теоретически эти флюсы, обычно состоящие из органических кислот, таких как адипиновая и лимонная, легко разлагаются при нагревании во время пайки, связываются с припоем и не оставляют следов коррозии.

На практике, однако, расплавленный припой нередко применяется для изоляции части флюса под ним, лишая его тепла, необходимого для разложения. После производства неразложившиеся изменения остаются на плате, окружающей точки пайки, в качестве остатка.

Остатки флюса необходимо удалить, чтобы обеспечить правильную работу схемы в течение длительного времени. В отличие от плат с активированной канифолью, для эффективной очистки не требующих очистки печатных плат требуется не только вода, но и омылитель.

3.2 Влияние рабочей среды

Загрязнение остатками флюса обычно происходит из-за небрежности или неадекватной очистки после сборки. Однако даже если вы удалите остатки из вновь изготовленной схемы, вам все равно придется учитывать загрязнители окружающей среды.

Например, если вы паяете в пыльном, грязном месте или на открытом воздухе, есть большая вероятность, что некоторые частицы пыли или грязи могут попасть в припой и вызвать проблемы в будущем. ПХД в электронных гаджетах, которые используются в очень влажных или запыленных условиях, также изнашиваются намного быстрее, чем в менее экстремальных условиях.

Даже если вы уверены в степени защиты IP корпуса вашего устройства, рекомендуется время от времени проверять его печатные платы, чтобы не допустить скопления пыли, грязи или влаги.

3.3 Неправильное использование/эксплуатация

Печатные платы — это деликатные компоненты, которые требуют особого ухода при использовании. Таким образом, хотя вы не можете полностью контролировать среду, окружающую ваше устройство, игнорирование основных мер предосторожности при изготовлении и использовании также может подвергнуть вашу печатную плату риску загрязнения.

Например, плату с активными компонентами необходимо поместить в вентилируемый корпус, чтобы способствовать отводу тепла. Однако хорошей практикой является наличие ребер, выстилающих эти дыхательные пути, чтобы препятствовать проникновению пыли в ваш контур.

Печатная плата, размещенная в корпусе с открытой вентиляцией, накапливает пыль и влагу гораздо быстрее, чем корпус с ребрами.

Рис. 4. Хорошо вентилируемый корпус печатной платы

Неисправности и сгоревшие компоненты, возникшие в результате неправильного использования устройства, также могут стать причиной загрязнения печатных плат. Например, утечка электролита из конденсатора может привести к эрозии платы или, что еще хуже, к короткому замыканию проводников.

Как очистить грязную плату

Методы очистки печатных плат различаются в зависимости от типа платы и загрязнения, а также опыта и инструментов, которые у вас есть для работы.

Очистка печатной платы — это не прогулка в парке. Малейшая ошибка может необратимо повредить вашу печатную плату или компоненты на ней. Поэтому, прежде чем пачкать руки, важно спросить себя, стоит ли рисковать, особенно если доска работает и просто выглядит грязной.

Если вы смело ответили «да» на вопрос выше или если ваша плата не работает и вы намерены очистить ее перед ремонтом, читайте дальше, чтобы узнать, как бороться со случаями загрязнения печатных плат, такими как скопившаяся пыль, грязь, грязь и остатки флюса, а также сильная электролитная коррозия.

4.1.Очистка от пыли и грязи

Хотите верьте, хотите нет, но лучший инструмент для удаления с печатной платы сухого легкого мусора, такого как пыль или грязь, — это старая сухая зубная щетка. Он достаточно маленький и легкий, чтобы его было удобно держать в руках, а его тонкие щетинки способны смахнуть даже мельчайшие частицы.

Вы также можете использовать мягкий источник сжатого воздуха, чтобы продуть доску, но не поддавайтесь искушению использовать пылесос. Статическое электричество, генерируемое на головке шланга, может повредить некоторые компоненты вашей печатной платы.

4.2. Грязная печатная плата —Удаление грязи

Грязь образуется, когда на печатной плате скапливается пыль, задерживающая все, от воды и масла до соды и воска, и в конечном итоге прилипающая к плате. Поэтому для удаления грязи требуется не только зубная щетка и сжатый воздух.

Начните с удаления компонентов с сокетами с платы и отложите их в сторону для отдельной очистки. Их удаление не только предотвратит повреждение, но и обнажит гнезда, что позволит вам выполнить гораздо более тщательную работу.

Конечно, вам нужно точно отметить, куда идут компоненты, прежде чем снимать их, чтобы вы могли легко припаять их обратно, когда закончите очистку платы.

Бытовые бесфосфатные моющие средства являются эффективными средствами для удаления грязи. Промойте доску и промокните ее чистой тканью без волокон. Подождите примерно десять секунд, чтобы растворить грязь, а затем сотрите ее старой зубной щеткой.

Рисунок 5. Замачивание печатной платы в моющем средстве

Печатная плата должна полностью высохнуть перед заменой компонентов. Разогрейте духовку примерно до 80 градусов Цельсия и, как только она нагреется, выключите ее и поместите доску внутрь.

Не могли бы вы оставить ее сохнуть на два часа и убедиться, что все, кто имеет доступ к вашей кухне, знают, что духовку нельзя трогать?

После цикла сушки достаньте доску и осмотрите ее на наличие повреждений. Если его состояние удовлетворительное, повторно прикрепите компоненты.

4.3.Очистка остатков флюса

Как упоминалось ранее, остатки флюса можно удалить только с помощью омылителя. Любители делать все своими руками могут использовать бытовой медицинский спирт для очистки с помощью омыляющего средства.

Смочите зубную щетку спиртом и начните осторожно чистить пораженные участки доски. Безводный спирт, обычно используемый для очистки электроники, работает намного быстрее, чем бытовой спирт, и поэтому является лучшим омылителем при сильном загрязнении остатками.

Если у вас есть лишние деньги, вы также можете купить коммерческие чистящие средства, специально предназначенные для удаления флюса. Профессиональное чистящее средство, такое как Envi-Ro-Tech 1676 от Tech Sprays, может дать отличные результаты, но его приобретение будет намного дороже, чем использование спирта.

4.4. Грязная печатная плата —Очистка от коррозии

Если ваша печатная плата загрязнена аккумуляторной кислотой, соленой водой (потом) или коррозией электролита конденсатора, вы должны попытаться как можно скорее нейтрализовать и очистить это вещество.

Смешайте пищевую соду с водой и нанесите полученную жидкую пасту на пораженный кислотой участок.

Кислота также может перемещаться по дорожкам платы в другие области, которые находятся далеко от батареи, поэтому вы можете выполнить нейтрализующую «замачивание» смесью пищевой соды, чтобы убедиться, что вы нейтрализовали всю кислоту.

После замачивания доски тщательно промойте ее и следуйте описанной выше процедуре «удаления грязи».

Рисунок 6. Коррозия батареи на печатной плате

Некоторые батареи, особенно никель-кадмиевые, содержат основания вместо кислот, а это означает, что раствор пищевой соды не будет работать в качестве нейтрализующего агента. Вместо этого попробуйте мягкую легкодоступную кислоту, например белый уксус.

Обычно процедура удаления грязи — это все, что требуется для борьбы с коррозией в соленой воде.

Однако предположим, что воздействие соленой воды привело к образованию оксидов на металлических поверхностях доски, которые, кажется, не поддаются аккуратной очистке. В этом случае вам, возможно, придется прибегнуть к специальным методам, таким как пескоструйная обработка (струйная обработка стеклянными или пластиковыми шариками) и галтовка (с использованием раскислителей на основе латуни).

Улучшение среды доски

Идеальная среда для печатной платы — это отсутствие пыли, грязи, влаги, кислот, остатков флюса и других загрязняющих веществ. Тем не менее, практически невозможно сохранить вашу доску полностью экологически чистой. В конце концов, каждая печатная плата загрязняется настолько, что требует очистки.

К счастью, вы можете принять несколько мер, чтобы сохранить печатную плату в чистоте в течение длительного времени. ПХД, приобретаемые у компетентных производителей, таких как WellPCB , обычно поставляются в вакуумной упаковке с силикагелем и пузырчатой ​​пленкой для уменьшения воздействия воздуха и влаги.

Поэтому, если вы покупаете плату, не вынимайте ее из упаковки, пока ваш дизайн не будет готов и вы не будете готовы к ее изготовлению.

Плата, которая некоторое время открыто лежала у вас на полке, может накопить достаточно влаги и пыли, чтобы подорвать процесс пайки и общую функциональность вашей схемы.

Рисунок 7. Печатные платы в вакуумной упаковке

Окружающая среда, в которой вы используете свою печатную плату, также должна иметь незначительный уровень загрязнения. Содержите рабочее место в чистоте и, если возможно, используйте паяльные перчатки, чтобы предотвратить попадание пота и отпечатков пальцев на плату.

Кроме того, убедитесь, что пространство вокруг готового устройства прохладное и сухое, и остерегайтесь ползающих насекомых и пауков.

Как защитить печатную плату от коррозии и загрязнения

Если вы мало что можете сделать для улучшения среды, окружающей вашу печатную плату, сосредоточьтесь больше на защите самой платы. Наиболее естественным и распространенным решением для обеспечения безопасности печатных плат является размещение их в корпусах.

Надлежащие кожухи защищают печатные платы от прямого внешнего загрязнения.

Для еще большей защиты можно рассмотреть возможность нанесения конформного покрытия. Это покрытие предотвращает попадание на доску многочисленных повреждающих агентов, в том числе пыли, влаги, соляного тумана, грибков и кислот. Хорошие конформные изделия также являются воздухопроницаемыми, позволяя воде, находящейся под ними, выходить. Единственным недостатком является то, что при доработке печатной платы вам потребуется снять, а затем повторно нанести покрытие.

Рис. 8. Нанесение конформного покрытия

Если ваш гаджет предназначен для сред, где влажность может быть проблемой, вы можете дополнить конформное покрытие вентилятором, который высасывает воздух из корпуса и снижает влажность.

Пакет с силикагелем, хотя и не самое элегантное решение, также может помочь минимизировать содержание влаги в корпусе.

Наконец, найдите время, чтобы очистить плату после пайки, чтобы удалить остатки флюса и шарики припоя, и не забывайте регулярно следить за ней, чтобы не допустить прогрессирующей коррозии.

Грязная печатная плата — чем может помочь WellPCB?

Очистка печатных плат, особенно в крупных масштабах, требует большего, чем просто спирт и зубная щетка. Если у вас есть несколько плат, которые нуждаются в очистке или защите, вы можете доверить WellPCB, чтобы снять с ваших плеч этот груз.

7.1. Как WellPCB очищает печатные платы

Первым шагом в процессе очистки компании является исследование платы и выявление агентов, ответственных за повреждение, с использованием тщательного визуального анализа, электронных микроскопов и рентгеновского сканирования. Эта первоначальная проверка позволяет узнать о заказе нестандартных печатных плат онлайн. Для получения нужной вам печатной платы вы можете связаться с техническими специалистами WellPCB, чтобы разработать стратегию очистки, наиболее подходящую для печатной платы.

Как только правильный подход определен, грязная доска подвергается очистке с использованием самых лучших в отрасли моющих средств, нефтяных дистиллятов, модифицированных растворителей, механических мешалок и абразивоструйных аппаратов.

Технология и опыт производства печатных плат помогают многим клиентам решать проблемы. WellPCB уделяет особое внимание миниатюрным схемам, чей небольшой размер означает, что чистящие средства должны иметь низкое поверхностное натяжение, чтобы течь под полостями и компонентами. Если вы заинтересованы, вы можете посетить нашу домашнюю страницу.

Затем чистые печатные платы промывают с помощью добавок, которые быстро поглощают очищающие растворители, и сушат при контролируемых температурах. Конечно, WellPCB быстро устранит любые другие проблемы, которые могут возникнуть с вашей печатной платой, помимо загрязнения, чтобы вернуть ее в идеальное состояние.

7.2.Как WellPCB обеспечивает защиту печатных плат

Услуги печатных плат? Если это так, не ищите дальше:WellPCB очень серьезно относится к защите печатных плат. Поэтому вы можете рассчитывать на то, что платы, которые вы покупаете, будут изготовлены с использованием высококачественного флюса с низким остатком. Компания также предлагает первоклассные конформные покрытия для защиты от пыли и влаги и предотвращения окисления.

Кроме того, поскольку их печатные платы изготовлены с высочайшей степенью тщательности, вам не придется беспокоиться о мелких неприятных ошибках, таких как неправильная укладка травильных растворов, дорожки неправильного размера или слабые соединения.

Грязная печатная плата — Заключение

Чистая доска – это надежная и долговечная доска. Если вы собираетесь использовать печатную плату более нескольких лет, время от времени очищайте ее и надежно защищайте от загрязнений. Ваша старая зубная щетка и немного бытового спирта могут сослужить вам долгую службу, но если вам нужна помощь, услуги PCB? Если это так, не ищите ничего, кроме того, что WellPCB будет рада предложить лучшее решение.