Технологии в электронной промышленности №2'2005

Опыт применения тестового набора ZESTRON Flux Test, предназначенного для эффективного контроля качества отмывки

Антон Большаков


Современные паяльные материалы оставляют минимальное количество прозрачных остатков флюса после пайки. Эти остатки малозаметны и обеспечивают хороший внешний вид изделия. Однако это усложняет контроль качества после отмывки, который чаще всего проводится визуально.


Зачастую непросто увидеть, насколько качественно удалены остатки флюса. А оценить, содержатся ли в них активные компоненты (активаторы), визуально просто невозможно. Такие загрязнения являются наиболее опасными, и, если не обеспечить эффективный контроль качества отмывки и оставить активаторы на печатном узле, под воздействием влаги, температуры, электрических и магнитных полей они будут диссоциировать на ионы и вызывать такие эффекты, как снижение поверхностного сопротивления изоляции, появление токов утечки, дендритов, коррозии (рис. 1), отсутствие совместимости с влагозащитными покрытиями, ухудшение внешнего вида изделий.

Для того чтобы эффективно контролировать качество отмывки, компания ZESTRON предлагает тестовый набор ZESTRON Flux Test. Данный набор поставляется в Россию уже более года, и опыт показал, что с его помощью можно эффективно и быстро проконтролировать процесс отмывки.

Область применения тестового набора ZESTRON Flux Test (рис. 2):

  • Полный или выборочный контроль печатных узлов после отмывки не только с применением промывочных жидкостей компании ZESTRON, но и после отмывки в воде или в традиционных растворителях.
  • Отладка процесса отмывки.
  • Оценка результатов климатических испытаний.
  • Оценка степени полимеризации паяльной маски. Состав тестового набора ZESTRON Flux Test:
  • бутылочка с реактивом емкостью 100 мл;
  • бутылочка для дистиллированной воды;
  • песочные часы для контроля времени;
  • перчатки;
  • воронка;
  • подробная инструкция по анализу результатов теста на русском языке.

Выбирать исследуемый участок печатного узла следует исходя из его конструктивно-технологических особенностей. Особое внимание рекомендуется уделять:

  • компонентам с мелким шагом выводов.
  • компонентам, имеющим минимальный зазор с печатной платой, — чаще всего это чип-резисторы или чип-конденсаторы в силу их конструктивных особенностей.
  • участкам печатного узла, содержащим, например, экраны или высокопрофильные компоненты, а также разъемы, затрудняющие доступ промывочной жидкости к соседним компонентам.
  • цепям с малыми токами.
  • цепям питания и земли, особенно если они находятся в непосредственной близости друг к другу.
  • наиболее ответственным участкам печатного узла. Расход реактива будет зависеть от исследуемой площади и величины выборки исследуемых печатных изделий.

Проведение теста

Перед проведением теста наденьте лабораторные перчатки из набора, чтобы предотвратить загрязнение рук и одежды.

Рис.3

Для проведения теста нанесите несколько капель реактива, входящего в состав тестового набора, на участок печатного узла, который вы хотите проконтролировать (рис. 3).

Рис.4

Через 3 минуты (для контроля времени в наборе предусмотрены песочные часы на 3 минуты) смойте реактив дистиллированной водой из бутылочки, входящей в комплект (рис. 4).

Рис.5

Высушите поверхность ПУ струей сжатого воздуха (рис. 5).

Далее осуществляется визуальный контроль исследуемого изделия под микроскопом с увеличением 4х — 10х.

Реактив взаимодействует с органическими активаторами в остатках флюса и не связывается с материалами печатного узла. Поэтому если отмывка проведена эффективно,

то на исследуемом участке ничего не обнаружится. Если процесс отмывки неэффективен, то будут видны в остатках флюса фиолетовые или синие включения разной степени интенсивности. По их распределению и интенсивности окраски можно сделать вывод, насколько это может быть критично для функционирования изделия.

За год активного использования тестового набора в демонстрационном зале Предприятия «ОСТЕК» была подтверждена его эффективность. Вот лишь некоторые наиболее типичные примеры результатов применения теста.

Пример № 1

Описание дефекта: интенсивный насыщенный фиолетовый цвет остатков флюса на галтели чип-конденсатора характерен для большого количества активаторов. В процессе эксплуатации изделия могут возникнуть отказы, вызванные коррозионными процессами (рис. 6).

Рис.6

Причина: процесс отмывки не позволяет удалить остатки флюса.

Меры предотвращения: необходимо оптимизировать процесс отмывки.

Пример № 2

Описание дефекта: между двумя контактными площадками чип-резистора обнаружены мостики, образованные активаторами в остатках флюса (рис. 7). В жестких климатических условиях эксплуатации это может быть причиной появления короткого замыкания между двумя контактными площадками чип-резистора или возникновения токов утечки. Данный пример иллюстрирует, что зачастую труднее всего удалить остатки флюса из-под чип-компонентов.

Рис.7

Причина: процесс отмывки не позволяет удалить остатки флюса.

Меры предотвращения: в данном случае рекомендуется применить более эффективные типы механической активации, например ультразвук и эффективные промывочные жидкости.

Пример № 3

Описание дефекта: на основании галтели паяного соединения микросхемы видны остатки активаторов (рис. 8).

Рис.8

Причина: при отмывке не удалось достичь основной цели — удалить остатки флюсов, в которых остались активные органические компоненты. Вероятно возникновение токов утечки между соседними контактными площадками. Кроме коррозии, это может привести к нарушению работы микросхемы в стандартных режимах и выходу ее из строя.

Меры предотвращения: оптимизировать процесс отмывки.

Пример № 4

Описание дефекта: на корпусе чип-конденсатора наблюдается большое количество фиолетовых точек — это органические активаторы флюса, проявившиеся после применения реактива. На галтелях конденсатора остатки активаторов не наблюдаются (рис. 9).

Рис.9

Причина: скорее всего, в процессе отмывки активаторы были удалены с галтелей паяных соединений. Однако из-за неэффективного ополаскивания удаленные активаторы занесены ополаскивающей средой на поверхность чип-конденсатора. Так как активаторы расположены локально и не образуют мостиков или перемычек, то они, скорее всего, не приведут к возникновению дефектов и не будут опасными для функционирования печатного узла.

Меры предотвращения: процесс ополаскивания требует корректировки с целью повышения его эффективности в удалении остатков отмывочной жидкости с растворен-

Рис. 10

ными в ней загрязнениями. При визуальном контроле без применения ZESTRON Flux Test такие загрязнения не обнаруживаются, а значит, после отмывки на компоненте останутся потенциально опасные активаторы.

Пример № 5

Описание дефекта: тест выявил, что между компонентами микросхемы находятся неудаленные остатки флюса с органическими активаторами. Остатки приобрели интенсивную синюю окраску, что соответствует их большому количеству. Невыявленный дефект может привести в дальнейшем к отказам изделия (рис. 10).

Рис. 11

Причина: в данном случае причиной является неправильно подобранный режим отмывки.

Меры предотвращения: произведена отладка процесса отмывки. После отладки процесса отмывки дефект был устранен.

Пример № 6

Описание дефекта: изделие было подвергнуто климатическим испытаниям без предварительной отмывки. Применение теста выявило наличие активаторов, высвободившихся в результате климатических воздействий из остатков канифольного флюса (рис. 11).

Причина: после пайки остатки флюса представляют собой капсулу, на поверхности которой находится канифольное покрытие, являющееся защитным. Внутри заключены остатки активаторов. Если изделие подвергается жестким климатическим воздействиям, то покрытие капсулы разрушается и активаторы высвобождаются.

Меры предотвращения: необходимо вводить технологический процесс отмывки печатных узлов.

Таким образом, ZESTRON Flux Test позволяет:

  • обнаружить органические активаторы;
  • быстро проконтролировать процесс отмывки;
  • повысить эффективность визуального контроля;
  • отработать режимы процесса отмывки;
  • оценить результаты климатических испытаний;
  • сделать выводы о причинах отказа изделий.

Другие статьи по этой теме


 
ПОДПИСКА НА НОВОСТИ

Оцените, пожалуйста, удобство и практичность (usability) сайта:
Хорошо
Нормально
Плохо