wersja mobilna
Online: 388 Wtorek, 2016.12.06

Technika

Czyszczenie PCB

poniedziałek, 11 sierpnia 2014 09:10

Zanieczyszczenia w postaci m.in. pozostałości topników, pyłów albo tłustych śladów palców, które gromadzą się na powierzchni płytek drukowanych oraz komponentów elektronicznych na kolejnych etapach ich montażu i obróbki, muszą być skutecznie usuwane. Inaczej stają się źródłem różnych problemów, na przykład sprzyjają rozwojowi korozji, powodują zwarcia i utrudniają nanoszenie powłok zabezpieczających. W artykule opisujemy metody oraz środki używane do czyszczenia PCB: "na sucho" i "na mokro".

Czyszczenie suchym lodem

W tej metodzie, podobnie jak w czyszczeniu piaskiem albo sodą, medium myjące, przyspieszone w strumieniu sprężonego powietrza, uderza z naddźwiękową prędkością w zabrudzoną powierzchnię. Środkiem czyszczącym jest suchy lód, czyli zestalony dwutlenek węgla. W wyniku nałożenia się dwóch zjawisk: rozproszenia się energii uderzenia oraz bardzo szybkiego przepływu ciepła między drobinami CO2 o temperaturze -78,3°C a mytą powierzchnią, zachodzi natychmiastowa sublimacja tego pierwszego. Jest to przemiana z fazy stałej w gazową, ale bez przechodzenia w stan ciekły.

Zalety czyszczenia zestalonym CO2

CO2 ulega wtedy, w ciągu kilku milisekund, rozprężeniu do objętości nawet kilkaset razy większej (w przybliżeniu 800) od objętość drobin suchego lodu. Dochodzi wówczas do serii mikroeksplozji odrywających zabrudzenia od powierzchni, do której przylegały.

Ponieważ ostatecznie suchy lód całkowicie odparowuje, następnie należy usunąć już wyłącznie oderwane zanieczyszczenia. Metoda ta nie generuje wtórnych odpadów, co ułatwia czyszczenie zagłębień. Nie trzeba też utylizować środków chemicznych, dzięki czemu jest ona uznawana za przyjazną środowisku. Korzystanie z niej nie wiąże się również z niebezpieczeństwem pożaru. Ponadto drobiny suchego lodu, inaczej niż inne media, nie ścierają czyszczonej powierzchni.

Mycie ultradźwiękami

W metodzie czyszczenia ultradźwiękami wykorzystywane jest zjawisko kawitacji. Polega ono na gwałtownej przemianie ze stanu ciekłego w fazę gazową, która zachodzi w cieczy pod wpływem zmian ciśnienia. Te ostatnie występują w wyniku oddziaływania fali ultradźwiękowej. Efekt czyszczenia uzyskuje się w fazie sprężania cieczy, kiedy pękają bąbelki wytworzone w fazie jej rozszerzania. O skuteczności i sile oddziaływania na zabrudzoną powierzchnię decyduje m.in. częstotliwość fali ultradźwiękowej.

Te w przedziale od 20 kHz do 40 kHz są zwykle używane do czyszczenia dużych obiektów, co do których nie ma obawy, że mogą ulec w trakcie mycia zniszczeniu. Do usuwania zabrudzeń z detali mniejszych, delikatniejszych, które łatwo można uszkodzić albo tych słabiej zabrudzonych, używa się natomiast fal ultradźwiękowych o wyższych częstotliwościach.

Częstotliwość

Im większa jest częstotliwość sygnału pobudzającego, tym większa jest liczba bąbelków (zależność ta jest liniowa). To ułatwia czyszczenie zagłębień, otworów i usuwanie drobnych zanieczyszczeń.

Jeżeli moc fali ultradźwiękowej jest równocześnie utrzymywana na stałym poziomie, bąbelki są mniejsze. To z kolei ogranicza prawdopodobieństwo zniszczenia mytej powierzchni. W myciu płytek drukowanych zaleca się korzystać z sygnału pobudzającego o częstotliwości od 33 kHz do około 60 kHz. Skuteczność czyszczenia zależy także od cieczy myjącej. W przemyśle elektronicznym używane są rozpuszczalniki węglowodorowe, modyfikowane alkohole oraz HFE. Te ostatnie są alternatywą dla CFC, z których powszechnie korzystano do czasu, gdy dwadzieścia lat temu zdecydowano o ich wycofaniu z użytku, ponieważ uszkadzały powłokę ozonową.

Środki myjące

Niepalne HFE są pod względem właściwości podobne do CFC, ale nie niszczą powłoki ozonowej, nie utrzymują się w atmosferze i mają mały wpływ na środowisko. Równocześnie charakteryzują je właściwości pożądane do skutecznego czyszczenia PCB. Są to: stosunkowo duża gęstość, mała lepkość i małe napięcie powierzchniowe. Używać można czystego HFE albo mieszaniny dwóch albo większej liczby związków, która odparowuje bez zmiany swojego składu chemicznego. Najlepiej sprawdza się to w usuwaniu drobnych zanieczyszczeń, na przykład pyłów. Stosuje się też HFE w połączeniu ze słabo ulotnym rozpuszczalnikiem organicznym, który przyspiesza rozpuszczanie się zabrudzeń. Takie środki są w stanie usunąć najuporczywsze zanieczyszczenia, takie jak: oleje, tłuszcze, pozostałości topników, kleje itp.

Monika Jaworowska