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

Категория: Отмывка печатных узлов
23.01.2008

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 чаше всего проводится визуально. Зачастую непросто увидеть, насколько качественно удалены остатки флюса. А оценить визуально, содержатся ли в них активные компоненты — активаторы, просто невозможно. Такие загрязнения являются наиболее опасными и, если не обеспечить эффективный контроль качества отмывки и оставить активаторы на печатном узле, они под воздействием влаги, температуры, электрических и магнитных полей будут диссоциировать на ионы и приводить к таким эффектам, как cнижение поверхностного сопротивления изоляции, токам утечки, дендритам, коррозии, отсутствию совместимости с влагозащитными покрытиями, ухудшению внешнего вида изделий. Для того чтобы наиболее эффективно контролировать качество отмывки, компания ZESTRON предлагает простое решение — тестовый набор ZESTRON® Flux Test. Данный тестовый набор уже больше года успешно применяется на различных предприятиях в России и диагностическом центре ЗАО Предприятие ОСТЕК. Опыт применения ZESTRON® Flux Test показал, что с его помощью можно эффективно и быстро проконтролировать процесс отмывки. А самое главное — затраты на приобретение тестового набора в сотни раз ниже по сравнению с инвестициями в тестовое оборудование, обладающее аналогичными возможностями.

Рис. 1 Пример коррозии на контактной площадке

Область применения тестового набора ZESTRON® Flux Test:

полный или выборочный контроль печатных узлов после отмывки не только с применением промывочных жидкостей компании ZESTRON, но и после отмывки в воде или 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.

Рис. 2 Тестовый набор ZESTRON® Flux Test

Выбирать исследуемый участок печатного узла следует исходя из его констуктивно-технологических особенностей, и особое внимание рекомендуется уделять:

компонентам с мелким шагом выводов;
компонентам, имеющим минимальный зазор с печатной платой, чаше всего это чип-резисторы или чип-конденсаторы в силу их конструктивной особенности;
участкам печатного узла содержащим, например, экраны или высокопрофильные компоненты и разъемы, затрудняющие доступ промывочной жидкости к соседним компонентам;
цепям с малыми токами;
цепям питания и земли, особенно если они находятся в непосредственной близости;
наиболее ответственным участкам печатного узла.

Расход реактива будет зависеть от исследуемой площади и величины выборки исследуемых печатных изделий.

Далее осуществляется визуальный контроль исследуемого изделия под микроскопом с увеличением 4-10 крат.

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.

Рис. 3 Описание процесса проведения теста Zestron Flux Test

Проведение теста

Перед проведением теста наденьте лабораторные перчатки из набора, чтобы предотвратить загрязнение рук и одежды. Для проведения теста нанесите несколько капель реактива, входящего в состав тестового набора, на участок печатного узла, который Вы хотите проконтролировать

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

Высушите поверхность ПУ

За год активного использования тестового набора в диагностическом центре ЗАО Предприятие ОСТЕК была подтверждена его эффективность и накоплена статистика. Ниже приведены типовые примеры дефектов из нашего архива.

Таблица 1 Возможные дефекты, их причины и методы предотвращения

Пример дефекта

Описание дефекта

Возможные причины

Методы предотвращения

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.

1)Процесс отмывки не эффективен. Неправильно подобраны режимы отмывки.

2)Неэффективная промывочная жидкость.

3)Несовместимость промывочной жидкости и паяльных материалов, например, синтетических флюсов. Такие флюсы после пайки образуют трудноудаляемые трехмерные молекулярные цепочки.

1) Отладить процесс отмывки (интенсивность механической агитации, время отмывки, температуру отмывки.

2) Подобрать эффективную от мывочную жидкость.

3) Проконсультироваться с пос- тавщиком отмывочных жид- костей и паяльных материалов об их совместимости.

На основании галтели паяного соединения микросхемы видны остатки активаторов. При отмывке не удалось достичь основной цели — удалить остатки флюсов, в которых оста- лись активные органические компоненты. Вероятно, возникновение токов утечки между соседними контактными площадками. Кроме коррозии, это может привести к работемикросхемывстандартныхрежимах и выходу ее из строя.

Пример дефекта	Описание дефекта	Возможные причины	Методы предотвращения
	Между двумя контактными площадками чип-резистора обнаружены мостики, образованные активаторами в остатках флюса. Активаторы легко наблюдаемы, благодаря применению реактива ZESTRON® Flux Test. 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. Тест выявил, что между компонентами микросхемы находятся неудаленные остатки флюса с органическими активаторами. Остатки приобрели интенсивную синюю окраску, что соответствует их большому количеству. Не выявленный дефект может привести в дальнейшем к отказам изделия.	1)Процесс отмывки не эффективен. Неправильно подобраны режимы отмывки. 2)Неэффективная промывочная жидкость. 3)Несовместимость промывочной жидкости и паяльных материалов, например, синтетических флюсов. Такие флюсы после пайки образуют трудноудаляемые трехмерные молекулярные цепочки.	1)Отладить процесс отмывки (интенсивность механической агитации, время отмывки, температуру отмывки. 2)Подобратьэффективную отмывочную жидкость. 3)Проконсультироваться с поставщиком отмывочных жидкостей и паяльных материалов об их совместимости.

	На корпусе чип-конденсатора наблюдаются большое количество фиолетовых точек — это органические активаторы флюса, проявившиеся после применения реактива. На галтелях конденсатора остатки активаторов не наблюдаются. При визуальном контроле, без применения ZESTRON® Flux Test, такие загрязнения не обнаруживаются, а значит, после отмывки на компоненте останутся потенциально опасные активаторы.	Из-за неэффективного опо- ласкивания активаторы занесены ополаскивающей средой на поверхность чип-конденсатора.	Процесс ополаскивания требует корректировки с целью повышения его эффективности для удаления остатков отмывочной жидкости с растворенными в ней загрязнениями.
	Изделие было подвергнуто климатическим испытаниям без предварительной отмывки. Применение теста выявило наличие активаторов, высвободившихся в результате климатических воздействий из остатков канифольного флюса.	После пайки остатки флюса представляют собой капсулу, на поверхности которой находится канифольное покрытие, являю- щееся защитным. Внутри флюса заключены остатки активаторов. Если изделие подвергается жестким климатическим воздействиям, то покрытие капсулы разрушается и активаторы высвобождаются.	Необходимо вводить технологических 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.

Если Вы заинтересовались применением ZESTRON® Flux Test, то можете получить дополнительные консультации у наших специалистов. Демонстрация работы ZESTRON® Flux Test, может быть проведена в нашем диагностическом центре на Ваших изделиях.

Материал подготовил

Антон Большаков, начальник отдела

materials@ostec-group.ru

Информационный бюллетень «Поверхностный монтаж», январь 2008, №1