Как отмыть кислотный флюс

Приветствую, читатель! Давненько я делал обзор флюсов, применяемых при ремонте электронных плат. Сегодня расскажу о том, чем удобно смывать остатки флюса. Можно пользоваться спиртом или растворителем из банки. А для профи в белых перчатках придумали спреи-очистители. Вот про такой спрей SOLINS FLUX-OFF и пойдет сегодня речь.

Назначение очистителя

При ремонте мобильной электроники появляется необходимость в средствах очистки печатных плат, электронных компонентов и различных частей от загрязнений и коррозии.

Будь то попадание влаги, остаточные средства после паяния (флюс, канифоль), нагар, копоть, сильный клеящий состав или скотч. На все эти случаи имеется свой собственный химический инструмент, эффективнее привычных спирта и бензина, применявшихся ранее и применяющихся до сих пор.

Бывшая некогда эталоном, паяльная канифоль так же ушла в прошлое, уступив жидкому или гель-флюсу в удобстве нанесения и эффективности, повысив качество и технологичность процесса пайки.

Наибольшее распространение на рынке химии для паяния получили флюсы средней активности (RMA), требующие отмывки после паяльных работ. Поэтому начали производить средства, удаляющие отработанный флюс.

SOLINS FLUX-OFF, как гласит описание, это сбалансированная смесь растворителей, быстро и надежно удаляющая флюс и прочие загрязнения после пайки. ФЛЮКС-ОФФ удаляет масла, смазки, битумы, воски и другие нефтяные загрязнения. После испарения средство не оставляет следов на обрабатываемых поверхностях.

Средство с успехом применяется при производстве и ремонте радиоэлектронной аппаратуры. Подготавливает поверхность к нанесению защитных лаков и улучшает их адгезию.

Представляет собой баллон с жидкостью под давлением объемом 400 мл., снабженный колпачком-распылителем и идущей в комплекте распылительной трубкой. Она позволяет наносить жидкость в труднодоступных местах.

Меры предосторожности

Этот очиститель имеет довольно сильный запах, напоминающий лак и испаряется быстро.

В состав входят токсичные компоненты, вследствие чего рекомендуется использовать очиститель в хорошо вентилируемом помещение (или снабженным вытяжкой).

При работе пользоваться перчатками, во избежание попадания на кожу.

Осторожно! Горючая жидкость!

Средство удобнее наносить на обрабатываемую поверхность используя распылительную трубку.

Это позволяет точечно обработать область, снизить расход реагента и усилить отмывающую способность за счет повышения напора жидкости. Если результаты после высыхания неудовлетворительны, следует повторить процедуру.

Отмывочный эффект ФЛЮКС-ОФФА можно повысить, если пользоваться щеткой, кистью или безворсовой тканью. Подойдут так же ватные палочки, если обрабатываемая поверхность ровная.

Внимание стоит обратить на высокую активность средства. Реагент может воздействовать на некоторые пластмассы, окрашенные поверхности и краски, приводя к деформации, отслоению или стиранию. Перед применением рекомендуется испытать жидкость на небольшом участке.

FLUX-OFF подойдет не только для удаления отработанной паяльной химии.

Он хорош для общей очистки электронных компонентов и узлов плат от окислений, отложений после попадания влаги. Полезен при удалении следов гари и копоти после короткого замыкания или возгорания.

При подобных повреждениях платы следует пользоваться щеткой с мягким ворсом, так как есть вероятность оторвать мелкие компоненты.

При использовании компонентных масок и лака ФЛЮКС-ОФФ так же подойдет, эффективно подготовив поверхность перед нанесением покрытия.

Достоинства

+ Универсальность применения. Подходит не только для удаления отработанного флюса, но и для очистки платы и компонентов от разного рода загрязнений.

+ Удобный форм-фактор и наличие распылительной трубки.

+ Высокая испаряемость. Не требуется дополнительных средств для удаления остатков.

Недостатки

— Токсичность. Наличие хорошей вентиляции и перчаток строго рекомендовано.

— Может воздействовать с некоторыми пластмассами и красками. При неумелом обращении может повлечь порчу внешнего вида электроники.

— Требуется дополнительная механическая помощь (щетка или ткань) для лучшего удаления загрязнений.

А чем вы пользуетесь, чтобы смывать остатки канифоли или канифольного флюса?

23 Января 2008

До сих пор одной из самых спорных тем в производстве электроники остается вопрос отмывать остатки флюсов после пайки или не отмывать? Увеличение степени интеграции компонентов приводит к постоянному уменьшению зазоров под корпусами компонентов, использование современных флюсов для пайки с низким содержанием твердых веществ и на синтетической основе требуют применения высокотехнологичных, сложных и дорогостоящих процессов отмывки печатных узлов после пайки. Всегда ли не удаленные остатки флюса могут приводить к катастрофическим последствиям в процессе эксплуатации аппаратуры? На эти и многие другие вопросы мы постараемся дать ответ в настоящей статье.

Основная функция отмывки печатных узлов — удаление остатков флюса, которые в процессе эксплуатации электронной аппаратуры могут оказать негативное воздействие на надежность печатных узлов, препятствуют нанесению влагозащитных покрытий, затрудняют выполнение электрического контроля, а также ухудшают внешний вид изделий. В современной технологии сборки печатных узлов наибольшее распространение получили процессы с применением флюсов, не требующих отмывки после пайки. К таким флюсам в соот- ветствии с международным стандартом J-STD-004 относятся канифольные слабо активированные флюсы, флюсы с низким содержанием твердых веществ и флюсы на органической основе. Такие флюсы обычно не требуют удаления остатков после пайки при эксплуатации аппаратуры в нормальных климатических условиях, однако в некоторых случаях может возникать необходимость удаления остатков флюсов.

Остатки канифольных флюсов и флюсов с низким содержанием твердых веществ состоят из:

• канифоли или синтетических смол и их остаточных продуктов,
• активаторов и продуктов их реакции.

В качестве активаторов обычно используются органические кислоты и галогенные соединения. Последние обладают свойствами ионов. Остатки таких флюсов не удаляются водой или спиртом. Широко применяемая спирто-бензиновая смесь тоже обладает крайне низкой эффективностью — плохо удаляются остатки флюсов с низким содержанием твердых веществ, не удаляются ионные водорастворимые компоненты (остатки активаторов, минеральные соли, остатки травильных растворов и электролитов).

В процессе изготовления, хранения и сборки печатных плат на них остаются различные полярные и неполярные загрязнения, некоторые из них приведены ниже в таблице 1:

Таблица 1 Загрязнения на поверхности ПУ

Типы загрязнений
Полярные	Неполярные
Соли гальванических растворов	Масла
	Жиры
Соли травильных растворов	Смолы
	Канифоль
Соли пота	Волосяное масло
Отпечатки пальцев	Косметика
Активаторы флюсов	Кремы для рук
Тиксотропные средства	Тиксотропные средства

Основные причины необходимости удаления остатков флюсов

Высокая температура. Остатки флюсов на основе природной химически обработанной канифоли или искусственных смол примерно до температуры 100°С являются хорошими изоляторами. Если происходит повышение температуры свыше 100°С, остатки флюса сначала размягчаются, а потом начинают плавиться оказывая диссоциирующее воздействие приводящее к образованию карбоксильных ионов. В результате возникающей ионизации изменяются электрические свойства, остатки флюса становятся проводником. Таким образом, возникает опасность возникновения повышенных токов утечки и коротких замыканий.

Повышенная влажность. Проблема понижения поверхностного сопротивления особое значение приобретает в современных условиях развития электроники по двум основным причинам:

1. Уменьшаются расстояния между проводниками,
2. Полупроводниковые компоненты развиваются от низко импедансных цепей к высоко импедансным, имея тенденцию к уменьшению потребляемой энергии. Поэтому, столь малые токи утечки как остатков флюсов 10–12 А, иногда оказывают существенное влияние на нарушение работы элементов логики. Токи утечки могут возникать за счет присутствия ионных компонентов. Однако, даже канифольные остатки флюса могут стать проводником при наличии тонкого слоя влаги. Влага в сочетании с диоксидом углерода, адсорбированным из воздуха формирует на поверхности канифоли карбоновую кислоту, которая имеет высокое содержание ионов.

Другие причины возникновения повышенных токов утечки. Токи утечки могут увеличиваться за счет появления в процессе пайки шариков припоя, остатков травильных растворов или солей припоя, возникающих в процессе изготовления печатных плат, а так же в случае роста металлических нитей. Металлические нити это волосоподобные кристаллы, которые растут спонтанно без приложения напряжения. Обычно нити растут на 0,01–10 мм в год и имеют диаметр в несколько микрон. Обычно тенденцию к образованию нитей имеют контактные площадки покрытые электрохимическим оловом.

Устранение подобных загрязнений достигается путем применения специализированного оборудования отмывки и эффективных промывочных жидкостей.

Дендриты. Дендриты тоже представляют собой металлические нити или кристаллы, которые растут на поверхности металла, но по электролитическому механизму (рис. 1). То есть для роста дендритов необходимо иметь электролит и напряжение. Скорость роста дендритов на катоде может достигать 0,1 мм в минуту. Аналогичный рост дендритов происходит и на аноде, но значительно медленнее. Рост дендритов наблюдается на проводниках с покрытием из серебра, меди, олово-свинца, золота, золото-палладия. Область роста дендритов ограничивается зоной поверхностного ионного загрязнения и наличием влаги.

Рис. 1 Рост дендритов на поверхности паяного соединения

Рис. 2 Отслоение влагозащитных покрытий с печатных плат с неудаленными остатками флюса

Влагозащитные покрытия. Для предохранения от воздействия влаги и агрессивных сред печатные узлы часто покрываются влагозащитными покрытиями. При этом особое внимание следует уделить совместимости влагозащитных материалов с остатками флюсов. Если остатки флюса не совместимы с влагозащитным покрытием, возможно ухудшение адгезии, отшелушивание и отслаивание влагозащитных покрытий (рис. 2). Важным параметром также является количество остатков флюса. Чем больше остатков флюса, тем выше вероятность возникновения дефектов влагозащитного покрытия.

Внешний вид изделия. Как правило, флюсы не требующие отмывки оставляют малозаметные остатки, незначительно ухудшающие внешний вид печатных узлов, тем не менее, в ряде случаев остатки флюсов приходится удалять по требованию заказчиков в косметических целях (рис. 3).

Рис. 3 Внешний вид паяных соединений с удаленными (А) и неудаленными (В)остатками флюса

Рис. 4 Контакты,покрытые остатками флюса

Рис. 5 Последствия коррозии — разрушение проводника

Высокое сопротивление контактов. Неудаленные остатки флюса могут покрывать тестовые площадки и контакты краевых разъемов (рис. 4). Так как канифоль и синтетические смолы при комнатной температуре являются хорошими изоляторами, тестовые точки могут иметь очень высокое сопротивление контактов, препятствуя обеспечению электрического контроля.

Ручная пайка. Отечественные производители достаточно часто применяют жидкие «безотмывочные» флюсы, для ручной пайки полагая, что их остатки не требуют удаления. Однако, большинство жидких флюсов не требующих отмывки специально разработаны для машинной пайки волной припоя, только этот способ пайки гарантирует выгорание и разложение активаторов флюсов, не требуя обязательного удаления остатков после пайки.

Зачастую необходимость удаления остатков жидких флюсов при ручной пайке вызвана только частичным выгоранием активаторов. Флюс при ручной пайке, как правило, наносится кисточкой и попадает не только в места, подлежащие пайке, но и вокруг них на паяльную маску, соседние проводники и компоненты. Нагрев до температуры пайки производится локально, только в местах образования паяных соединений. Весь остальной флюс не подвергается термической обработке и сохраняет свою активность.

Воздействие остатков активаторов. Активаторы, входящие в состав флюса, содержат ионные соединения (галогены, соли и кислоты), которые в свою очередь могут вступать в реакцию с влагой, влияя на уменьшение поверхностного сопротивления. Несмотря на то, что остатки флюсов очень редко приводят к отказам в процессе работы, последствия коррозии могут быть очень серьезными (рис. 5). Наиболее распространенный механизм коррозии — электролитический. Электролитическая коррозия может возникать в двух случаях:

1. При наличии электрического поля и водной пленки между двумя смежными проводниками (рис. 6а),
2. На одиночных многослойных проводниках, например, при контакте двух разнородных металлов с разными потенциалами, например, медный проводник (+0,34 В), покрытый сплавом олово-свинец (-0,14 В). Так при наличии влаги и небольшого количества ионных компонентов возникает напряжение короткого замыкания и начинает протекать ток (рис. 6б).

Избежать электролитической коррозии возможно только в случае удаления всех следов влаги и ионных загрязнений с печатных узлов и обеспечив защиту от повторных загрязнений.

Класс аппаратуры. Влияет ли класс производимой аппаратуры на необходимость отмывки? Давайте попробуем ответить на этот вопрос. По надежности изделия электронной техники делится на три основных класса:

Класс 1 — Бытовая электроника: отмывка не требуется, так как изделия эксплуатируются в нормальных климатических условиях.

Класс 2 — Промышленная электроника — Необходимость отмывки зависит от условий эксплуатации изделий. При эксплуатации изделий, неподвергающихся влагозащите, в нормальных климатических условиях отмывка в большинстве случаев не требуется, однако в случае эксплуатации изделий в жестких климатических условиях, а также для высокочастотной электроники применение отмывки является оправданным. Кроме того требования отмывки остатков флюсов существенно зависят от типа (класса) используемого флюса.

Класс 3 — Спецтехника (военная, аэрокосмическая техника, системы жизнеобеспечения) — отмывка является обязательной.

Мыть или не мыть?

Мы рассмотрели лишь несколько основных причин необходимости удаления остатков флюса после пайки. Подводя итоги вышеперечисленным причинам можно утверждать, что для обеспечения максимальной надежности производимой электроники остатки флюса необходимо удалять. С другой стороны абсолютно очевидно, что процесс отмывки будет увеличивать себестоимость изделий. Следовательно, применение отмывки должно быть экономически оправданным. Поэтому,принимая решение о необходимости отмывки следует взвесить все доводы за и против: условия эксплуатации аппаратуры, требования по надежности и долговечности, затраты на обслуживание и ремонт производимой электроники, наличие необходимого оборудования для отмывки и контроля качества отмывки. Помните, что если Вы не можете организовать качественную отмывку, то ее лучше не проводить вообще, особенно при использовании «безотмывочных» флюсов.

Автор, должность:
Алексей Ефремов, заместитель Генерального директора по сервису
Email:
materials@ostec-group.ru
Издание:
Информационный бюллетень «Поверхностный монтаж», январь 2008, №1