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凯泰教你QFN元器件底部间隙的清洁方法

浏览:11 来源: 时间:2019-09-24
由于印刷电路板(PCB)上最常见的QFN元器件的底部间隙非常微小,约为0.5-1 mil,因此利用清洁剂去清除间隙中残留的助焊剂和焊锡残留物非常困难,因为清洗剂与污染物或残留物没有充裕的接触时间。如何进行适当的清洁,应当从影响清洁工艺有效性的三个方面进行考量:合适的清洁剂、足够的接触时间、最恰当清洗剂流动方式。

              
我们的客户在使用溶剂型气雾罐清洁剂清除QFN器件底部的RMA粘性助焊剂时遇到了严重困扰,特可锐Techspray实验室为移动设备制造商评估了所面临的这一挑战。毫无疑问,TechSpray G3 助焊剂清洁剂(P/N:1631)具备了各种类型助焊剂清洁的良好功效,但我们希望评估不同的技巧,来找寻出PCB元器件下部微小间隙清洗的最佳方法。

通过静态清洗试验,来验证G3助焊剂清洁剂的清洗效果;在室温条件下不适用搅拌直接浸泡30秒,污染物即转变为活性状态。在这样的条件下,如果助焊剂残留物被完全分解并从主板或基材上中剥离,清除污染物的目的就达到了。


G3系列助焊剂清洁剂的表面张力处于较低的水平,可以确保能够在低间隙的元器件底部流动。由于喷罐产品喷射出的高压喷雾能够与污染物产生接触和搅拌,这时通过下图所示的三个变量,找寻到一组最佳的角度、喷雾位置和喷雾持续时间。这也是在特可锐Techspray实验室完成的试验条件分析

QFN元器件底部手工清洗方案
通过改变清洗过程中不同的条件,来验证清洗过程的最关键要素。
?  PCB板的倾斜角度 ( 图2中的 A )固定在30°左右
?  最终的冲洗条件是固定的,但持续时间在3s 和 5s 时分别进行了测试
?  从QFN器件之四面进行喷射,其中相邻的两面喷涂时间稍许延长
?  喷射清洗的时间分三个进行比较: 3s、5s、10s
?  喷罐的延长管的喷射角度( 图2中的 B )分别设定为 10° 和 30°
?  慢慢的摆动延长喷管和居中喷射
?  按照有和没有预洗两个方案进行结果比较

使用标准 Tech Lab 测试用板 ( 如图1 ) 时,只填充了2个QFN插槽 ( 如图1 )。为模拟客户实际的QFN工件,我们将PCB板的孔隙遮挡住,利用 ITW Kester FL250D 膏体进行模压,底部添加Alpha R100 液态助焊剂,回流条件是450°C的热风环境下实现的。特可锐 Techspray的G3助焊剂清洁 ( 1631-16S ) 是本次实验的清洁剂,按照上述方案完成后,为了准备评估 QFN器件底部的洁净状况,强制地将QFN进行了拆除。

图1 测试用PCB板

测试结果
最佳的清洗效果(如图所示)。
?  PCB板的倾斜角度 ( A ):30°
?  喷罐的延长管的喷射角度( B ):10°
?  喷射清洗的时间:在一侧喷射10s,立即转到相邻侧喷射10s
?  在喷射(淋)过程中慢慢的摆动延长喷管对清洁效果看起来改善作用
?  最终冲洗5s--- 确保整个QFN器件和周边都被喷淋,这有助于清除表面的全部污染物残留

上述的清洁工艺过程,能够将绝大部分的污染物清洁干净(如图4-6所示),如果在额外增加一些喷射(喷淋)时间,即可将QFN器件的底部完全清洁干净。

图2 喷罐喷射(喷淋)示意图

图3 清洁前 QFN器件图片

图4 清洗后的U2图片


图5 清洗后的U1图片(有助焊剂残留)


图6 清洗后QFN器件U1的底部图片(有助焊剂残留)



实验结论
高可靠性印刷电路板(PCB)的电子组装、返工和维修在工作台上极具挑战性,很难建立起可重复的过程。你可以采取大量的实践来制定出标准的清洁程序,以更好地确保有效性,凯泰电子愿意帮助您鉴定产品、建立清洁工艺或诊断清洁的各种问题。