اهمیت شستشو بردهای الکترونیکی

از مهم ترین فرآیند های تولید و منتاژ برد الکترونیکی فرآیند و روش های تمیز کردن و شستشو برد الکترونیکی می باشد که در خط تولید ایران کامپو به بهترین شکل ممکنه این مرحله کنترل کیفیت می شود. در ادامه به بررسی دقیق تر و جزئی تر روش های شستشو PCB پرداخته ایم تا بهتر از پیش با این فرآیند و تاثرات آن در کیفیت نهایی برد آشنا شوید.

ایران کامپو از قدیمی ترین شرکت های تولید و ساخت برد های الکترونیکی، برای کسب اطلاعات بیشتر اینجا را کلیک کنید.

1. بهبود زیبایی و ظاهر بصری برد الکترونیکی

پس از مونتاژ برد الکترونیکی اگر باقیمانده فلاکس بر روی اتصالات لحیم کاری منشعب شود و لکه هایی ایجاد کند، ممکن است مانند یک نقص واقعی مانند فضای خالی اتصال لحیم کاری به نظر برسد. اگر باقیمانده فلاکس ناشی از یک فرآیند دوباره کاری باشد، به عنوان یک برچسب خطا در ناحیه دوباره کاری عمل می کند و توجه را به کار جلب می کند، حتی اگر نگرانی وجود نداشته باشد.

2.جلوگیری از خوردگی بر روی قطعات و PCB

بقایای فلاکس باقی مانده بر روی مدارهای الکترونیکی اسیدی هستند. اگر با فرآیند تمیز کردن پاک نشوند، باقیمانده‌ها می‌توانند رطوبت محیط را از هوا جذب کنند و منجر به خوردگی پایه های قطعات و پد ‌های PCB شوند و در نهایت باعث بروز اختلال در انتقال اطلاعات و همچنین افت سرعت و کیفیت کارکرد سیستم بشود.

3.از بین بردن گرد و غبار روی برد الکترونیکی

اثر گرد و خاک بر تجهیزات برقی و الکترونیکی، نامطلوب می‌باشد و عمر مفید تجهیزات را کاهش می‌دهد. و ممکن است گرد و غبار سبب شود که برد خود را برای تعمیرات به یک مرکز تعمیرات الکتیریکی ارسال کنید. اکثر مردم نسبت به نگهداری تجهیزات الکترونیک در برابر گرد و خاک بی تفاوت هستند و این امر موجب می‌شود تا دستگاه‌های الکترونیک آن‌ها عمر کمتری داشته باشند.

گرد و خاک به صورت عادی، هادی جریان الکتریکی نیست، اما هنگامی که مقدار آن زیاد شود باعث نشت جریان می‌شود در سیستم‌های کامپیوتری این امر غالبا اتفاق می‌افتد. درصد رطوبت هوا در نشت جریان تاثیرگذار است رطوبت بیشتر به گرد و خاک کمک می‌کند تا رسانای بهتری باشند.

گرد و خاک در سیستم‌های موتور دار تاثیر منفی دارند، فن‌های خنک کننده به دلیل میدان مغناطیسی که دارند گرد و خاک را جذب می‌کنند و باعث می‌شوند کم کم کارآیی اولیه را از دست بدهند و یا اینکه باعث به وجود آمدن صرو صدای زیاد می‌شوند.

4.از بین بردن آلودگی های احتمالی در فرایند ساخت

بردهای مدار چاپی ممکن است در مرحله ساخت هم دچار آلودگی شوند. ذرات و بقایای یونی به جا مانده از لحیم کاری، چسب‌های باقی مانده از اتصال قطعات و سایر موارد، از جمله آلودگی‌ها در زمان ساخت برد است. این آلایندگی‌ها اتصالات را ضعیف کرده و میتوانند منجر به بروز اتصال کوتاه در قطعات شوند. از دیگر دلایل آلودگی برد الکترونیکی میتوان به کول پد و خنک کننده دستگاه اشاره کرد. در بسیاری از دستگاه‌های الکترونیکی نظیر لپ تاپ، از فن جهت کاهش دمای قطعات استفاده می‌شود. این فن‌ها ذرات معلق گرد و خاک را جذب کرده و با چسبیدن بر روی مدار، اصطکاک را در سطح تماس زیاد می‌نمایند. همین موضوع سبب افزایش دمای برد و خرابی قطعات آن می‌شود.

در چه مراحلی نیاز است بردهای مدار چاپی را تمیز کنیم ؟

ابتدا برد خام به اندازه مورد نیاز برش داده می شود و پس از عمل سوراخ کاری ، سطح برد ها جهت زدودن اکسید سطحی و رفع زوائد، برس زده می شود . سپس برد ها را در محلول آماده سازبه مدت 5 دقیقه و در درجه حرارت 55 درجه سانتی گراد غوطه ور می سازند تا سطح رزین آپوکسی داخل سوراخ ها متورم شود و مطمئن سازد که عمل مس رسوبی شیمیایی سطح سوراخ ها در مراحل بعدی به طور ایده ال انجام خواهد گرفت . مرحله بعدی قرار دادن برد ها در محلول پاک کننده با درجه حرارت 80 درجه سانتی گراد و به مدت 10 – 5 دقیقه می باشد .

این محلول که ماده اصلی آن پرمنگنات می باشد ، قادر است تمام آلودگی ها ، لکه ها و زائده های رزین را در داخل سوراخ ها محو نماید و سطحی یکنواخت در داخل سوراخ ها ایجاد نماید و باعث چسبندگی مس در داخل سوراخ ها گردد . پس از شستشو جهت حذف هر گونه عامل پرمنگنات در سطح و داخل سوراخ ها آن ها را وارد خنثی کننده نموده و به مدت 5 دقیقه و با درجه حرارت 55 درجه سانتی گراد ، صبر میکنیم تا فعل و انعال خنثی سازی کاملاً صورت پذیرد . حال برد ها را داخل محلول پاک کننده ی قلیایی با درجه حرارت 60 – 70 درجه سانتی گراد می نمایند و پس از 4-6 دقیقه سوراخ ها پذیرای مس در مرحله مس رسوبی شیمیایی را دارا می باشند . پس از شستشوی کامل برد توسط محلول MICRO ETCHدر درجه حرارت 40-50 درجه سانتی گراد و به مدت 2-0.5 دقیقه ، مس برداری میکرونی میگردد .در این مرحله مس آماده می شود که چسبندگی مس شیمیایی بر سطح برد نیز کاملاً ایده آل گردد .

پس از شستشو برد وارد محلول فعال کننده ی مقدماتی شده و پس از مدت 2 دقیقه مستقیماً وارد محلول ACTIVATOR با درجه حرارت 30-20 دقیقه درجه سانتی گراد و زمان 5-3 دقیقه میگردد و مجدداٌ پس از شستشو برد ها توسط محلول CONDITIONER که دارای دمایی معادل 30-20 درجه سانتی گراد می باشد در طی زمان 10-8 دقیقه ، کاتالیستی سوراخ ها را می پوشاند که این کاتالیست قادر میسازد که ذرات مس در داخل سوراخ ها توسط محلول مس شیمیایی پذیرفته می شوند . پس از شستشو برد ها را که توسط آویز های مخصوص جهت غوطه وری درون محلول ها نگهداری میشوند وارد محلول مس شیمیایی با درجه حرارت 30-20 درجه سانتی گراد مینمایند و در مدت 20-15 دقیقه ضخامتی معادل 0.4 میکرون از مس تمام سطوح برد را میپوشاند . پس از خروج از وان مس شیمیایی برد ها جهت خنثی سازی وارد محلول 10-5 درصد حجمی اسید سولفوریک نموده ، سپس توسط محلول الکترولیت مس اسیدی در مدت 40 دقیقه ضخامتی معادل 30-20 میکرون مس تمام سطوح و داخل سوراخ ها برد را می پوشاند .

پس از این مرحله برد ها شستشو داده شده و جهت محافظت سطحی برای جلوگیری از هر گونه الودگی و اکسیداسیون آنرا وارد محلول ضد لک با درجه حرارت 30-20 درجه سانتی گراد و در مدت 5-2 دقیقه می نمایند . در قدم بعدی لایه حساس به نور ماورای بنفش (لامینیت) تمام خطوط و سطوح سوراخ هایی که مدار اصلی را تشکیل میدهند را می پوشاند و فقط قسمت هایی را که بایستی در مرحله مس بری از بین بروند ، باقی میماند به همین دلیل نیز هست که این فرآیند را پوشش سطحی (TENTING) نامیده اند . بعد از عمل پوشش ، قسمت های مس اضافی سطح برد توسط محلول مس بری برداشته شده و تنها خطوط و سوراخ ها باقی میماند . در مرحله بعدی لایه لامینیت نیز توسط محلول STRIPPER برداشته میشود سپس برد را خشک نموده و وارد مرحله ی چاپ سیلک میگردد .

در این مرحله کلیه سطوح برد به غیر از سوراخ ها و سطح بیرونی سوراخ ها ( پد ها) توسط رنگ مقاوم و یا لایه حساس به نور ماورای بنفش (SOLDERMASK) پوشانیده میشود /. سپس برد ها وارد محلول روان ساز میگردد. و به دنبال آن با غوطه ور ساختن برد ها در آلیاژ قلع و سرب مذاب ، آلیاژ فوق روی پدها و درون سوراخ ها را می پوشاند و پس از خروج از این مخزن سطح برد توسط جریان هوای گرم با فشار بالا و دمای 300 درجه سانتی گراد سوراخ ها ی برد را که از آیاژ قلع و سرب پوشانیده شده ، کاملاً باز می نماید و سبب می گردد که این آلیاژ به طور یک نواخت در دیواره و سطح بیرونی سوراخ ها پخش گردد . البته لازم به ذکر است که تمام موارد ذکر شده در مرحله آلیاژ کاری توسط دستگاهی به نام HOT AIR LVELING انجام میپذیرد . با پایان این مرحله برد پس از برش نهایی و کنترل کیفیت آماده تحویل میباشد.

ایران کامپو ارائه دهنده خدمات طراحی برد مدار چاپی با اصولی ترین متد های روز دنیا، برای کسب اطلاعات بیشتر روی لینک کلیک کنید.

انواع آلودگی در بردهای الکتریکی

• بقایای فلاکس و مواد اضافی باقیمانده هنگام مونتاژ بر روی  سطح برد
• گرد و غبار و رسوب کردن آن روی برد الکتریکی
• اکسیدهای تشکیل شده در اثر واکنش رساناهای فلزی با گاز های مختلف
• ذرات شناور و بقایای یونی حاصل از لحیم کاری
• چسب‌های باقی مانده از اتصال قطعات و سایر موادی که طی فرایند مونتاژ روی سطح مدار‌های چاپی باقی مانده است

بررسی بهترین روش‌های تمیز کردن برد الکترونیکی

برای تمیز کردن بردهای مدار چاپی چندین روش وجود دارد که در اینجا به بررسی مهمترین آنها می‌پردازیم.

۱. اسپری هوای فشرده برای تمیز کردن برد الکترونیکی

یکی از ساده‌ترین و موثرترین روش‌های تمیز کردن برد الکترونیکی، استفاده از اسپری هوای فشرده است. این اسپری‌ها میتوانند به راحتی هرگونه گرد و غبار و همچنین آلودگی‌های سطحی و خشک را از روی سطح برد پاک کنند. برای این کار باید اسپری هوای فشرده را از فاصله چند سانتی متری به حالت ایستاده بر روی سطح برد اسپری کرد تا گرد و غبار و آلودگی‌ها به سمت بیرون هدایت شوند. یادتان باشد که اسپری کردن هوای فشرده به داخل دستگاه روشن میتواند سبب آسیب به قطعات برد و یا خود برد شود. همچنین پاشش طولانی مدت آن میتواند منجر به یخ‌زدگی قطعات شود.

در رابطه با اسپری خشک باید اشاره کنیم که این اسپری‌ها نوعی تمیز کننده قطعات الکترونیکی محسوب می‌شوند و برای شستشوی برد کاربرد زیادی دارند. اما اسپری‌های چرب یا روغنی برای پاکسازی و روان‌سازی بخش‌های متحرک روی بعضی از دستگاه‌های الکترونیکی استفاده می‌شوند. برای همین در زمان خرید اسپری تمیز کننده، به نوع آن توجه داشته باشید.

۲. الکل ایزوپروپیل برای تمیز کردن برد

الکل ایزوپروپیل یک نوع حلال ضد عفونی کننده است که برای تمیز کردن مدارهای چاپی نیز گزینه بسیار خوبی می‌باشد. این الکل‌ها قادر به پاک کردن آثار هرگونه چربی، اثر انگشت و لکه‌های سطحی از روی برد الکترونیکی هستند. از سوی دیگر این الکل‌ها به خاطر نقطه جوش پایین، به سرعت خشک و تبخیر می‌شوند و نسبت به سایر تمیز کننده‌ها مواد شیمیایی کمتری دارد.

برای تمیز کردن برد الکترونیکی با الکل ایزوپروپیل، در ابتدا باید برد را قطع کرده و سپس توسط یک قلم با موهای نرم سطح برد را به الکل آغشته کرد. به جای قلم میتوان از مسواک نیز استفاده کرد. توجه داشته باشید برس کشیدن خشن میتواند سبب آسیب به اجزایی چون خازن شود و برد را دچار مشکل نماید.

۳. جارو برقی قطعات الکترونیکی برای تمیز کردن برد

تجهیزاتی تحت عنوان جاروبرقی یا مکنده مخصوص قطعات الکترونیکی در بازار وجود دارد که برای تمیز کردن برد از آلودگی‌های خشک و گرد و غبار مناسب هستند. لازم به اشاره است که استفاده از جاروبرقی خانگی برای تمیز کردن برد به هیچ وجه توصیه نمی‌شود. چرا که این لوازم هزاران ولت الکتریسیته ساکن تولید کرده که میتوانند به قطعات الکترونیکی آسیب وارد نمایند. با این حال این روش از تمیز کردن برد یک سری معایب دارد که مهمترین آنها عدم دسترسی به تمام نقاط برد و یکسان نبودن کیفیت پاکسازی در تمام سطوح برد است. برای همین به این موضوع باید توجه شود.

۴. بی کربنات سدیم (جوش شیرین)

روش دیگری که برای پاک کردن برد الکترونیکی موجود است، استفاده از بی‌کربنات سدیم یا همان جوش شیرین است. این ماده از کیفیت سایش ملایم برخوردار بوده و در از بین بردن خوردگی و رسوبات موجود بر روی سطح برد بسیار موثر است. برای استفاده از این ماده باید یک چهارم فنجان جوش شیرین را با سه قاشق غذاخوری آب مخلوط کنید تا به یک ماده خمیری برسید. پس از قطع اتصال برد از کابل، با یک دستمال نرم بدون پرز شروع به تمیز کردن نواحی خوردگی نمایید. کمی زمان دهید تا ماده خشک شود و در نهایت آن را با آب مقطر شستشو دهید.

۵. تینر برای پاک کردن برد الکترونیکی

تینر نوعی حلال تمیز کننده است که افراد زیادی از آن برای پاک کردن برد الکترونیکی استفاده می‌نمایند. این ماده سرعت تبخیر بالایی دارد و میتواند در از بین بردن شارهای اضافی روی برد به خوبی عمل نماید. برای استفاده از تینر جهت پاک کردن برد، در ابتدا به قطع اتصال برد پرداخته و سپس سطح آن را به تینر آغشته نمایید. پیش از خشک شدن، به برس یا مسواک زدن بخش‌های مورد نیاز بپردازید تا سطح آن به خوبی تمیز شود. در نهایت هم با یک پارچه نخی بدون پرز آن را تمیز نمایید.

۶. دستگاه التراسونیک برای پاک کردن برد

یکی از بهترین راه برای تمیز کردن سطح برد الکترونیکی، استفاده از دستگاه حمام التراسونیک است. این دستگاه در کمترین زمان برد را تمیز کرده و تمام قطعات را از هر ماده اضافی پاک می‌نماید. برای این کار کافیست برد را در دستگاه قرار دهید تا به خوبی تمیز شود. میانگین زمان لازم برای تمیز کردن بردهای معمولی توسط دستگاه التراسونیک، در حدود ۱۰ الی ۲۰ دقیقه است.

تمیز کردن برد با دستگاه التراسونیک، از طریق امواج التراسونیک و محلول مناسب صورت می‌گیرد. این امواج توسط سرامیک‌های پیزوالکتریک درون ترانسدیوسر واقع در حمام گسیل شده و با عبور از محلول‌های مخصوص، حباب‌های ریزی را درون مایع محلول تشکیل می‌دهند. حجم حباب‌ها افزایش پیدا کرده و در نهایت منفجر می‌شوند. ترکیدن حباب‌ها سبب ایجاد انرژی و فشار زیاد شده که همین موضوع باعث جدا شدن آلودگی از سطح برد و تمیز کردن آن می‌شود.

7.استفاده از یخ خشک یا گازCO2 برای شستشو بردهای الکترونیکی

آخرین و مهمترین راه برای تمیز کردن بردهای الکترونیکی استفاده از گاز CO2 یا یخ خشک است.

به  طور خلاصه یخ خشک کاربرد های زیادی در صنعت دارند از جمله کاربرد های آن میتوان به موارد زیر اشاره کرد :

کاربردهای یخ خشک در صنایع الکترونیکی:

خنک کردن قطعات الکترونیکی:

یخ خشک به دلیل دمای بسیار پایینی که دارد، به عنوان یک عامل خنک کننده مورد استفاده قرار می گیرد. زیرا می‌تواند به مونتاژ قطعات الکترونیکی کمک کند و دمای آن‌ها را در مراحل تست و تعمیرات کنترل کند تا به آن ها آسیبی نرسد.  همچنین این کار می‌تواند به حفظ عمر مفید و کیفیت قطعات کمک کند.

خشک کننده قطعات:

یخ خشک به دلیل خاصیت خشک کننده ای که دارد، می تواند با انجام فرآیند خشک کردن بر روی قطعات، رطوبت را از آنها حذف می کند و باعث حفظ کیفیت و عملکرد آن ها شود. زیرا ارتباط های الکتریکی و الکترونیکی بسیار حساس هستند و نمی توانند با رطوبت در تماس باشند.

بیش از حد گرم نشدن قطعات الکترونیکی:

در برخی از موارد، به وسیله یخ خشک می‌توان با جلوگیری از گرم شدن قطعات الکترونیکی به دمای بیش از حد، پیش از تعمیر های لازم به طور موقت اعمال نمود.

تست ترمال:

هنگامی که قطعات الکترونیکی به طور مکرر در برابر تغییرات دما قرار می‌گیرند، می‌توانند خراب شوند یا بی‌ثباتی نشان دهند. استفاده از یخ خشک در تست ترمال، می‌تواند به تنظیم دمای استرس و تشدید آن در قطعات الکترونیکی کمک کند و عملکرد آن‌ها را بهبود بخشد.

بررسی و تست قطعات:

یخ خشک در صنعت الکترونیکی برای بررسی و تست صحت عملکرد قطعات نیز استفاده می شود. با داشتن دمای بسیار پایین، یخ خشک می تواند نقاط داغ و مشکلات حرارتی در قطعات را مشخص کند و باعث می شود تا مشکلات احتمالی در فرآیند تولید شناسایی شوند و رفع شوند.

پاکسازی قطعات:

یخ خشک به دلیل دمای پایین و خشک کننده بودن، برای پاکسازی قطعات الکترونیکی نیز استفاده می شود. یخ خشک قادر به باز ترکیبی اقلام کثیف، چسبیده و آلوده با قطعات الکترونیکی می باشد و باعث پاک شدن و خالص شدن قطعات می شود.

چرا بهترین روش شستشو استفاده از یخ خشک است ؟

استفاده از یخ خشک در صنایع الکترونیکی می‌تواند به حفظ کیفیت، عملکرد و دوام قطعات الکترونیکی کمک کند. از این رو، این تکنیک به عنوان یک روش مؤثر و مورد توجه در صنعت الکترونیک محسوب می‌شود و برای بهبود کیفیت و پایداری سیستم‌های الکترونیکی بسیار مفید است.همچنین استفاده از یخ خشک  باعث میشود که رطوبت به حداقل ترین حالت خود نسبت به دیگر روش ها برسد و این امر موجب بهبود کیفیت در عملکرد سیستم میشود . به دلیل نرم بودن و ماهیت گذرای یخ خشک، خطر آسیب جانبی بسیار کمی به سطوح در طول فرآیند تمیزکاری وجود دارد. ضمن اینکه در این فرآیند هیچ زباله ثانویه ای نیز تولید نخواهد شد. از آنجایی که این فرآیند بسیار سریعتر از روش‌های تمیز کردن سنتی است، زمان از کار افتادگی ماشین آلات می‌تواند تا 80 درصد کاهش یابد و شما را سریع‌تر به فعالیت بازگرداند تا سود شما کاهش پیدا نکند. سرعت و غلظت یخ خشکی که از طریق شیلنگ خارج می‌شود را می‌توان کنترل کرد تا فقط بر روی کثیفی، گریس یا روغنی که در حال تمیز کردن آن هستید تأثیر بگذارد. این کار از هرگونه آسیب ناخواسته و احتمالی به سایر قسمت ها جلوگیری می کند. در نهایت بیشتر کثیفی‌ها و زباله‌های خشک روی زمین می‌ریزند، جایی که می‌توان آن‌ها را جارو کرد یا با جاروبرقی جمع آوری کرد. در فرآیند تمیزکاری با یخ خشک حتی سرسخت ترین کثیفی ها هم به سرعت و به راحتی از بین می روند.

با توجه به موضوعات ذکر شده ، شرکت ایران کامپو با به کار بردن این روش در شستشوی برد های مدار چاپی باعث بالا رفتن کیفیت این مدار ها میشود و بازدهی را تا حد قابل توجهی افزایش میدهد.

برای کسب اطلاعات بیشتر در رابطه با منتاژ برد های الکترونیکی (PCB) روی لینک کلیک کنید.

مزایای شستشو با یخ خشک

1. عدم نیاز به آب
2. موثرتر از سایر روش های شستشو
3. عدم نیاز به مواد شیمیایی
4. عدم ایجاد اتصال الکتریکی به دلیل نارسانا بودن یخ خشک
5. کاهش زمان تعمیر و نگهداری برای برد های الکترونیکی و ماشین آلات
6. تمیزکاری با حداقل جداسازی قطعات و جابه جایی آنها
7. سازگاری با محیط زیست
8. صرفه جویی در هزینه، زمان، نیروی کار و مواد شوینده
9. عدم قرار گرفتن قطعات در برابر حلال های خورنده
10. عدم آسیب و ایجاد خط و خش بر روی سطوح
11. بدون نیاز به زمان خشک شدن

در نهایت با توجه به همه موارد ذکر شده موثر ترین و کاراترین روش شستشو در حال حاضر استفاده از یخ خشک یا شستشو با گاز CO2 میباشد که شرکت ایران کامپو با استفاده از این روش شستشو، باعث بالا رفتن کیفیت و کارایی در محصولات شده و کارکرد برد های مدار چاپی را تا حد زیادی بهینه میکند.