чем промыть плату после пайки
Три лучших способа почистить плату до и после пайки оловом
Часто после пайки плат необходимо сразу же убирать следы флюса и лишнего олова. Также нередко приходится делать этот процесс на начальном этапе, когда плату приносят на ремонт. Берёшь её в руки и думаешь, ну где вот так можно эксплуатировать устройство, настолько сильно плата обросла пылью.
Тогда на помощь приходят разные средства и способы очистки плат, начиная от сжатого воздуха и заканчивая различными смывками. Из данной статьи вы сможете узнать о том, как и чем, почистить плату до и после пайки. Что нужно знать при осуществлении данного процесса, чтобы не навредить комплектующим.
Чистка платы воздухом
Данный способ чистки платы подходит в самом начале, перед ремонтом. Как правило, платы приносят в ремонт с приличным слоем пыли. Со временем эксплуатации на плате скапливается пыль, которая обильно прилипает вследствие повышенной влажности. Чем выше влажность в помещении, тем больше пыли накапливается.
Способ чистки плат «насухую» заключается в применении сжатого воздуха или кисточки, которой пыль убирается с поверхности изделия. Однако бывают настолько запущенные случаи, что даже сжатый воздух и кисточка оказываются бессильными. Тогда на помощь приходит универсальный очиститель и старая зубная щётка.
Сначала необходимо нанести очиститель на плату и дать время, чтобы размочить пыль. После этого остается счистить остатки грязи кисточкой. Что касается сжатого воздуха, то можно использовать резиновую грушу, которая отлично подходит для чистки пыли даже в самых труднодоступных местах на плате.
Как почистить плату водой
Если на плату в процессе эксплуатации пролился кофе или чай, от чего на ней появились следы, то избавиться от них можно водой. При этом нужно использовать не обычную воду, а дистиллированную, после чего обязательно промыть плату спиртом.
Данный способ чистки плат также позволяет избавиться от следов флюса. Для этих целей нужно воспользоваться х/б салфеткой, которая смачивается в воде. В любом случае после подобного рода чистки необходимо промыть плату спиртом, чтобы не допустить коррозии металлических контактов на ней.
Чистка плат спиртом
Однако по праву среди всех популярных способов, чистка платы спиртом занимает лидирующее место. Это вещество является панацеей от практически всех невзгод, поскольку оно имеет намного меньший коэффициент поверхностного натяжения. Поэтому спирт хорошо проникает даже в самые труднодоступные места, легко испаряясь и разрушая различного рода загрязнения на плате.
Процесс чистки плат спиртом следующий:
Возьмите салфетку и смочите её в спирте. Протрите салфеткой грязные участки на плате. Данный способ идеально подходит для снятия небольшого количества пыли или флюса с поверхности плат.
Если салфеткой никак не подлезть, а загрязнения убрать нужно, то на помощь придёт шприц. Наберите в него спирт и залейте через иглу в труднодоступное место. Затем, используя резиновую грушу, выдуйте остатки спирта воздухом через несколько минут. После этого хорошо просушите плату.
Несмотря на всю кажущуюся простоту, чистка плат, очень капризная работа. Часто у пользователей после чистки спиртом, плата отказывается запускаться и работать. Поэтому если есть хоть малейшие сомнения на счет собственных сил, то лучше воспользоваться услугами специалиста.
Топ 3 лучших способа почистить плату после пайки
3 место — чистка на сухую
Этот способ чистки электронных плат подходит больше для случаев очистки от пыли. За несколько лет эксплуатации внутри бытовой техники скапливается приличный слой пыли. Толщина слоя пылевых отложений зависит от чистоты в комнате и режима влажности. Порой застарелую пыль на сухую не очистить и приходится растворять ее жидкостью.
Кстати с этого способа и родилась мысль написать эту статью. Однажды наш товарищ Мастер Сергей чинил промывал кисточкой коннекторы на планшете и смартфоне. После нескольких дней их принесли обратно в ремонт. Некоторое время не мог найти в чём дело — то был контакт в разъеме питания, то нет. При просмотре через микроскоп увидел забитый мусором коннектор и прочистил все тонкой иглой шприца.
Опять промыл универсальным очистителем и кисточкой, которой промывал этот коннектор в прошлый раз. После посмотрел сразу в микроскоп и увидел опять паутину из ворсы. Снова прочистил иглой, но промыл волосяной (с тонким ворсом) кисточкой. Всё стало чисто и проблемы с контактом исчезла. Похоже проблема была из-за «секущихся концов» кисточки с толстым и жестким ворсом.
Чем чистить на сухую
Кстати, вот мои инструменты для чистки нежных плат. Это зубная щетка с заостренным ворсом и художественная кисточка Brauberg с синтетическим ворсом.
Под микроскопом лучше видно отличия толщины ворсинок. Кисточку применяю для особо труднодоступных мест. Например когда нужно почистить под катушкой или конденсатором типоразмера 0402.
2 место — чистка водой
Как ни странно, но электронные платы часто чистят водой. Например, после пайки или для очистки от остатков жидкости (чай, кофе, сок, морская вода) плату смартфона часто помещают в ультразвуковую ванну с дистиллированной водой. За несколько минут кавитация помогает вытащить из под BGA чипов даже самый застарелый налет и растворить его в воде.
После очистки водой, обязательно нужно промыть плату спиртом. Спирт вытягивает воду из труднодоступных мест и обезопасит металлические контакты от коррозии.
Способы очистки водой
1 место — чистка спиртом
Ну и конечно самыми лучшими средствами очистки платы от почти всех невзгод являются спирт, спирто-бензиновая смесь (СБС) и растворитель. Дело в том, что у этих жидкостей коэффициент поверхностного натяжения меньше, чем у воды, поэтому они могут проникать в более узкие щели и вытекать оттуда.
Способы очистки спиртом и растворителем
В принципе и все — больше я способов очистить плату не нашел. Но если найдете, то присылайте мне или оставляйте комментарий внизу. Ах да, полезное видео про отмывку плат от флюса.
И еще интересное видео про кавитацию в воде. Посмотрите как выглядят и движутся воздушные пузырьки под воздействием ультразвука.Способы отмывки печатных плат: достоинства и недостатки методов
Способы отмывки печатных плат: достоинства и недостатки методов
Автор: Московкина Елизавета, специалист отдела технологического оборудования ООО «ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ и ТЕХНОЛОГИИ», info@protehnology.ru
Для обеспечения наилучшей работоспособности и уменьшения отказов печатных узлов, а также для качественного последующего нанесения влагозащитных покрытий необходимо производить очистку поверхностей печатных узлов от всех типов загрязнений (рис.1).
Рис. 1
Под отмывкой печатных плат после пайки подразумевают удаление остатков флюса с поверхности печатных узлов и электронных компонентов. Тип флюса в составе пасты определяет ее активность, необходимость отмывки и способы отмывки. Каждая группа флюсов включает несколько уровней активности, с границами, определяемыми соответствующими тестами. Выделяют три категории флюсов по методу удаления их остатков:
1. Канифольные флюсы (рис.2). Изготавливаются на основе очищенной натуральной смолы, добываемой из древесины сосны (55-65%). Внутри группы по степени активности флюсы делятся на:
а) неактивированные (Rosin, R);
б) среднеактивированные (Rosin mildly activated, RMA);
в) активированные слабокоррозионные (Rosin activated, RA).
Канифольные флюсы группы R имеют самую низкую активность среди вышеперечисленных. Содержат канифоль и растворитель. Данные флюсы подходят только для чистых и легко поддающихся пайке поверхностей. Остаток флюса группы R твердый, некоррозионный, нетокопроводный и может не удаляться с большинства изделий. Остаток может быть удален при помощи соответствующего растворителя.
Рис.2. Канифольный флюс AIM RMA 202-25
Наибольшее распространение получили флюсы средней активности (RMA), состоящие из канифоли, растворителя и небольшого количества активатора. Большинство флюсов RMA имеют достаточно низкую активность и наилучшим образом подходят для легко паяемых поверхностей. Обладают достаточной очищающей способностью, обеспечивают хорошее смачивание и растекаемость припоя. Такие флюсы явились предшественниками материалов, не требующих отмывки. Тем не менее, они могут быть коррозионными, поэтому рекомендуется проводить отмывку изделий после пайки (растворителями либо водными мыльными растворами). Остаток флюсов RMA прозрачный и мягкий. Если остаток флюса RMA необходимо смыть, то отмывка производится соответствующим растворителем.
RA-флюсы используются достаточно редко вследствие своей высокой активности, преимущественно для пайки подвергшихся сильному окислению поверхностей. Состоят из канифоли, растворителя и агрессивных активаторов. Остатки флюса RA считаются коррозионными и должны быть очищены незамедлительно после оплавления органическими растворителями на основе спирта.
Рис.3. Водосмываемый флюс Hydro X20
2. Водосмываемые флюсы (Water soluble), изготовленные на основе органических кислот (иначе называемые organic acid, OA), гелеобразующей добавки и растворителя (рис.3). Флюс WS производится с широким диапазоном уровней активности – от нейтральной до чрезвычайно высокой активности, что позволяет использовать данный флюс для пайки даже самых трудно паяемых поверхностей, таких как нержавеющая сталь. Ввиду того, что флюс WS может иметь различную активность, необходимо учитывать данные спецификации флюса касательно коррозии и токопроводности. Обеспечивают хорошие результаты пайки благодаря своей высокой активности, однако требуют обязательной отмывки горячей деионизированной водой (55–65°С).
3. Безотмывные флюсы, не требующие отмывки (No-clean, NC), изготавливаемые на основе натуральных и синтетических смол. Имеют в составе меньше смол, чем RMA-флюсы (35-45%), Как правило, флюсы NC имеют низкую или среднюю активность и предназначены для легко паяемых поверхностей. Процент твердых остатков No-clean флюсов сведен к минимуму и составляет менее 2 %. Отмывка при использовании таких флюсов не является обязательной. Предполагается, что остаток можно не смывать в большинстве случаев. Если отмывка все же необходима, то проводится с применением тех же материалов, что и для RMA-флюсов. Некоторые, но не все, флюсы NC отмываются сложнее, чем флюсы RMA (рис.4).
Рис. 4. Безотмывный флюс Multocore MFR 301
Иной раз на упаковке или в инструкции к флюсам можно встретить заявления, что флюс производства какой-либо компании очень высококачественный и вовсе не требует промывки после пайки, так как не обладает коррозионной активностью и не электропроводен. Но как правило это полный вымысел, доказательством того служат многочисленные сообщения, что после использования того или иного вида флюса после пайки появляются такие огромные утечки, что электроника просто отказывается работать. Иногда производители флюса или паяльной пасты честно пишут, что их продукт должен быть смыт с печатной платы не позднее нескольких часов после нанесения. Если этого не сделать, то впоследствии, даже нормально промытая печатная плата может получить такие неустранимые токи утечки, которые крайне негативно скажутся на работе электронного устройства. Понятно, что после нанесения любого флюса, необходимо как можно быстрее выполнить пайку и качественную промывку, дабы не экспериментировать с качеством выпускаемой продукции.
В большинстве случаев хочется сделать быструю промывку печатной платы после ручного монтажа, не прибегая к помощи струйных промывочных машин или ультразвуковых ванн. Как правило, вполне можно обойтись подручными средствами, не снижая качество промывки печатной платы.
Для промывки плат после монтажа с паяльной пастой на основе вазелинового масла можно применять бензин «Галоша» (НЕФРАС С2-80/120). Бензин фактически растворяет вазелиновое масло. Разумеется, следует учитывать, что при такой промывке, если количество используемого бензина невелико, получается заметная жирная пленка на поверхности платы, которая будет обладать некоторой электропроводностью, с уровнем утечки, выше допустимого для многих устройств, что может привести даже к выходу их из строя. Во избежание указанных проблем следует делать промывку два или три раза, каждый раз заменяя бензин. При первой промывке печатной платы, следует дать ей полежать в бензине от 10-ти до 50-ти минут для лучшего растворения флюса в труднодоступных местах, периодически необходимо покачивать ванночку, чтобы бензин омывал печатную плату. Для компонентов SMD время увеличивается до 50 минут в зависимости от того, насколько сложно будет проникать бензин под напаянные детали. Для печатных плат, содержащих только выводные детали, достаточно 10 минут для первой промывки. Две оставшиеся промывки могут быть от 1-й до 10-ти минут (опять же в зависимости от типа установленных деталей) с интенсивным обмыванием платы с помощью покачивания ванночки.
Для промывки печатных плат после монтажа с флюсом из чистой канифоли следует применять изопропиловый спирт (изопропанол) 98%. Технология промывки полностью аналогична описанной выше технологии, применяемой для промывки плат после монтажа с паяльной пастой на основе вазелинового масла.
Получить заметно лучший результат промывки печатных плат можно, используя универсальную спирто-бензиновою смесь (СБС), которую также следует применять после пайки комбинированными пастами, содержащими одновременно жир и канифоль. Спирто-бензиновая смесь (СБС) готовится в пропорции 50% спирта и 50% бензина. Это основной, универсальный раствор для промывки печатных плат после любых флюсов. Однако не следует такой способ промывки и раствор считать оптимальным выбором вообще, они хороши лишь своей простотой, но на этом их достоинства можно считать исчерпанными.
При проведении обезжиривания в ваннах окунанием необходимо учитывать, что растворяющая способность подобного вида растворов заметно снижается при содержании в обезжиривающем составе более 0,7 % масел.
Недостатком ручного способа промывки также является горючесть, поэтому необходимо строго соблюдать технику обращения с легковоспламеняемыми веществами.
После завершения промывки печатных плат необходимо выполнить их ополаскивание в дистиллированной воде. Возможно использование воды, фильтрованной через промышленную или бытовую систему обратного осмоса. Если ни один из этих вариантов недоступен, можно использовать воду, пропущенную через обычный бытовой фильтр для питьевой воды, но в этом случае возможно образование белых пятен на платах после их высыхания, так как вода будет не полностью стекать с печатных плат при сушке.
Конечно, описанными методами полностью отмыть с контактных площадок вазелиновый или канифольный флюс под такими SMD-компонентами, как корпуса BGA, QFN и подобные, практически невозможно. Во всяком случае, это будет весьма затруднительно и при таких методах промывки нельзя гарантировать нормальный результат. Для этих целей следует использовать ультразвуковую ванну и соответствующие растворы.
Один из наиболее распространенных методов отмывки — с помощью ультразвука;кроме того, отмывка в ультразвуке обеспечивает более быстрое растворение методами агитационных воздействий (рис.5, 6). При выборе оптимального поверхностных загрязнений по сравнению с другими процесса ультразвуковой отмывки возникает вопрос: какова должна быть мощность или частота ультразвуковых колебаний?
Результаты испытаний показывают, что частота 35-40 кГц является оптимальной для большинства случаев. Были проведены следующие испытания по удалению различных остатков для определения мощности ультразвука при отмывке печатных узлов:
Испытания проводились при тестовых частотах 25, 35, 45 и 135 кГц и акустических колебаниях 60, 80 и 100%. Влияние на результаты оказывают: энергия, концентрация промывочной жидкости, совместимость материалов и температура.
Рис. 5. Отмывка печатных узлов с помощью ультразвука
При удалении остатков флюса концентрация промывочной жидкости является наиболее важным фактором; второй по значимости — температура. Частота также оказывает существенное воздействие. Низкие частоты в пределах 20-30 кГц способствуют быстрому растворению загрязнений и не вызывают повреждения изделий, а сверхнизкие частоты (меньше 20 кГц) могут приводить к появлению проблем. Тем не менее для большинства процессов отмывки предпочтительной является частота в диапазоне от 35 до 45 кГц. Частоты в этом диапазоне гарантируют наиболее быстрое и эффективное растворение загрязнений, особенно под корпусами компонентов.
Время отмывки обычно составляет от 3 до 15 мин и зависит от типа оборудования, степени полимеризации остатков флюса, типа, мощности и времени агитационного воздействия, а также типа промывочной жидкости.
При промывке в ультразвуке следует придерживаться важных правил:
1. Применять промывочную жидкость следует в рекомендуемой по инструкции концентрации. Уменьшение концентрации относительно рекомендуемых значений приводит к значительному ухудшению результатов отмывки.
2. При подготовке моющего раствора путем разведения концентрата промывочной жидкости следует использовать деионизованную воду. Применение обычной водопроводной воды может снизить эффективность и срок жизни промывочной жидкости.
3. Любые остатки флюсов склонны к «стеклованию» при воздействии высоких температур пайки (свыше 250 °С) и длительного времени между процессами пайки и отмывки (2-3 суток). Для улучшения качества отмывки рекомендуется минимизировать время между процессами пайки и отмывки (предпочтительно производить отмывку в течение 10-50 мин после пайки, максимальное время выдержки не должно превышать 2-3 часов).
4. Постоянно контролировать степень загрязнения моющего раствора. Для успешной отмывки необходимо поддерживать низкий уровень загрязнений в промывочной жидкости. Чрезмерное загрязнение моющего раствора будет способствовать ухудшению результатов отмывки.
5. В результате экспериментов было выявлено, что повышение температуры промывочной жидкости приводит к значительному ускорению отмывки, особенно при использовании низкопрофильных компонентов, тогда как увеличение времени цикла отмывки только косвенно влияет на результаты отмывки.
Рис. 6. Роботизированная система ультразвуковой отмывки РОНДО
Стадия ополаскивания важна наравне со стадией отмывки, полное н качественное удаление остатков растворенных флюсов и промывочной жидкости могут быть обеспечены только при использовании чистых материалов в сочетании с их правильной эксплуаиацией. Ополаскивание в зависимости от типа промывочной жидкости может производиться с применением разных сред, например, воды или спирта. Спиртовые процессы требуют пожаро- и взрывобезопасного исполнения оборудования отмывки, которое практически не производится в настоящее время. Поэтому наибольшее распространение получили водные процессы.
Основное преимущество струйной отмывки перед ультразвуковой то, что применяя струйную отмывку можно отмывать элементы, чувствительные к ультразвуку (такие как танталовые конденсаторы, кварцевые резонаторы).
Печатный узел помещается в пустую камеру, затем на него воздействуют струи моющего раствора, нагнетаемого помпой через форсунки. Для струйной отмывки
Рис. 7. Отмывочная жидкость Ремрад
используются жидкости на водной основе. Отмывочная жидкость должна быть совместима с деталями оборудования и отмываемых изделий, не приводить к их деформации, разрушению, окислению, а также эффективно удалять требуемые загрязнения с поверхности изделий. В качестве удачного примера можно привести жидкость РЕМРАД (рис. 7) на водной основе.
Универсальным средством для очистки всеми способами отмывки является универсальная жидкость для отмывки печатных плат ТМ-Тем Рад, которая с успехом прошла испытания на предприятии ОАО «НИИ ДАР».
Это средство является высококонцентрированным низкопенным щелочным средством на водной основе и специально предназначено для очистки и обезжиривания печатных плат после пайки, эффективно удаляет остатки канифольного флюса, паяльной пасты, трубчатого припоя, а также различные эксплуатационные загрязнения органического характера. Очистка средством ТМ-РемРад может производиться как вручную, так и с использованием ультразвуковых ванн, также автоматизированных систем мойки всех типов.
Так как РемРад является концентратом, то его необходимо смешать с водой в соотношении примерно 1к 10. Желательно, конечно, использовать деионизированную воду, но Ремрад эффективно работает в воде любой жесткости, в диапазоне температур от 25 до 80°С. Биоразлагаем, не требует специальных условий утилизации.
При ручном способе отмывки просто погружаем плату в ванну с раствором, при необходимости используем щетку, и споласкиваем платы деионизованной водой.
При использовании ультразвукового способа отмывки погружаем плату, требующую очистки, ванну с приготовленным раствором и ставим на 5-10 минут отмывки. В случае сильно загрязненных поверхностей рекомендуется дополнительное механическое воздействие.
После очистки средством плату необходимо отмыть в воде и далее высушить феном. Стоит отметить, что средство не оказывает отрицательного воздействия на обрабатываемые поверхности и не разлагается с выделением вредных веществ. Таким образом, ТМ-РемРад является универсальным высокоэффективным отмывочным средством, используя которое вы всегда будете уверенны в чистоте печатной платы.
По отзывам клиентов, жидкость Ремрад обладает хорошими отмывающими свойствами, не требует частой замены раствора, обладает нейтральным запахом, отмывает практически все типы загрязнений, универсальна, выпускается в удобных канистрах различного объема (1л, 5л, 30л, бочки – 200л).
Промывка печатных плат
Качественная промывка плат от остатков флюса очень важна для надежной работы изделия. Мы готовы рассказать о том как этот процесс организовали мы.
Для чего нужно промывать платы
Промывка платы производится для удаления остатков флюса, которые могут приводить к окислению и утечкам тока. Многие считают, что платы можно не промывать, особенно если они используют не активный флюс. Мы для себя эту дилемму решили просто — промывать платы всегда. Не хочется доверяться производителям флюсов. Например, ЛТИ-120 по данным многих сайтов не активен и не нуждается в отмывке, но мы не раз сталкивались с тем, что грязная FT232RL отказывалась работать до промывки.
Также отмывка плат обязательна перед нанесением лака, да и просто с ними гораздо приятнее работать, если они не мажутся.
Чем промывать
В зависимости от возможностей можно промывать платы растворителем, ацетоном, бензином или спиртом. Однако производители компонентов ориентируются на компонентов ориентируются на спирто-бензиновую смесь. Использование других растворителей может привести к стиранию маркировки компонентов и даже их порче. Например, корпуса пьезоизлучателей растворяются ацетоном.
Мы для отмывки печатных плат используем спирт. При большом желании его можно купить у частных лиц через социальные сети по цене около 30 долларов за 5 литров.
Также для промывки желательно использовать дистиллированную воду, которую можно купить в аптеке или автомагазине. В аптеке она стоит около 60ти рублей, в автомагазине раза в два дешевле.
Из технологического оборудования желательно иметь ультразвуковую ванну, которая обеспечивает механическое воздействие и подогрев для ускорения растворения. Мы приобрели вот такую УЗ-ванну QICK 218-35:
Еще потребуются емкости для воды, кисть или зубная щетка.
Ванночка для промывки
Как промывать
Для начала помещаем отмываемые платы в спирт в ультразвуковую ванну. В одном и том же растворе можно промыть достаточно много плат — его чистота значения не имеет, важно только растворяющая способность.
Ультразвуковые ванны имеют заранее настроенный период работы, то есть после включения она сама проработает какое-то время и отключится. Если нет ультразвуковой ванны — можно закрыть в герметичной емкости и потрясти в течении некоторого времени.
Платы в ультразвуковой ванне
После завершения цикла отмывки необходимо быстро (пока платы не высохли) переместить платы под проточную воду. Под проточной водой хорошо промыть при помощи кисточки или зубной щетки. Если этого не сделать, то остатки грязного спирта с примесями засохнут и осядут на поверхности платы.
Воду из под крана тоже лучше смыть и для этого и понадобится дистиллированная вода. Если высушить водопроводную поду на плате остаются заметные разводы. Дистиллированная вода же не оставляет после себя никаких следов. Вот несколько снимков плат после сушки:
Очень интересные статьи о промывке ультразвуком можно найти в журнале «Поверхностный монтаж»: раз и два.