Leiterplatten, insbesondere solche, die in PDAs (Personal Digital Assistants) wie Mobiltelefonen verwendet werden, werden häufig missbraucht. Zusätzlich zum Sammeln von Staub und Schmutz, der in die Gehäuse von Mobiltelefonen, E-Book-Lesegeräten und ähnlichen tragbaren Geräten eindringt, sind Leiterplatten dafür bekannt, dass sie im täglichen Gebrauch unter Eintauchen in und Spritzen von Flüssigkeiten leiden. Infolgedessen ist eine Dienstleistungsbranche entstanden, die Reinigungs- und Reparaturdienste für Leiterplatten anbietet, die Verunreinigungen ausgesetzt sind, aber keinen physischen Bruch in PDAs und größeren Geräten.

Die Reinigung einer Leiterplatte (PCB) zur Wartung eines häufig genutzten Produkts ist ein ebenso heikler Prozess wie die Herstellung der Leiterplatte. Bei falscher Reinigung können Verbindungen beschädigt, Bauteile gelöst und Materialien geschädigt werden. Um diese Fallstricke zu vermeiden, müssen Sie bei der Auswahl der richtigen Reinigungsmethode die gleiche Sorgfalt walten lassen wie beim Design, der Spezifikation und der Produktion der Platine.

Was sind diese Fallstricke und wie können Sie sie vermeiden?
Im Folgenden werden wir die bewährten Reinigungsoptionen für Leiterplatten und einige Ansätze untersuchen, denen Sie vielleicht überdrüssig werden sollten.

Verschiedene Arten von Verunreinigungen

Es gibt eine Vielzahl von Verunreinigungen, die sich auf einer Leiterplatte ansammeln können. Das angreifende Problem mit der richtigen entsprechenden Methode anzugehen, wird effektiver und effizienter sein und weniger Kopfschmerzen verursachen.

Trockene Verunreinigungen (Staub, Schmutz)

Eines der häufigsten Vorkommnisse ist die Ansammlung von Schmutz oder Staub in oder um die Leiterplatte herum. Vorsichtig mit einem kleinen, zarter Pinsel, wie z. B. ein Rosshaarpinsel, kann Schmutz und Staub entfernen, ohne die Komponenten zu beeinträchtigen. Es gibt Einschränkungen, wo selbst die kleinste Bürste hinkommen kann, z. B. unter eine Komponente.

Druckluft kann viele Bereiche erreichen, kann aber lebenswichtige Verbindungen beschädigen, daher sollte es mit äußerster Vorsicht verwendet werden.

Besonders gestaltet Staubsauger für elektronische Bauteile sind ebenfalls eine Option, können aber nicht überall hinkommen.

Nasse Verunreinigungen (Schmutz, Wachsöl, Flussmittel, Soda)

Hochtemperaturbetrieb kann dazu führen, dass einige mit Wachs beschichtete Komponenten zu Magneten für Staub und Schmutz werden, wodurch klebriger Schmutz entsteht, der nicht mit einer Bürste oder einem Staubsauger entfernt werden kann. Oder ein Produkt wird in klebriges Soda getaucht, wodurch das Board klebrig wird. In jedem Fall sollten diese Substanzen angegangen werden, bevor sie sich aufbauen und die Leistung beeinträchtigen.

Die meisten Verschmutzungen lassen sich mit einem Reinigungsmittel, wie z Isopropylalkohol (IPA) und ein Wattestäbchen, eine kleine Bürste oder ein sauberes Baumwolltuch. Die Reinigung einer Leiterplatte mit einem Lösungsmittel wie IPA sollte nur in einer gut belüfteten Umgebung erfolgen, idealerweise unter einem Abzug.

Demineralisiertes Wasser kann alternativ verwendet werden. Achten Sie darauf, überschüssige Feuchtigkeit zu entfernen und die Platte richtig zu trocknen (einige Stunden in einem Niedrigtemperaturofen können Restfeuchtigkeit effektiv entfernen).

Neben IPA gibt es eine Reihe von handelsüblichen PCB-Reinigern, die von Aceton zu Chemikalien hergestellt für Elektronik reinigen. Verschiedene Reinigungsmittel können bestimmte Arten von Verunreinigungen ansprechen, wie z. B. Lötflussmittel oder Wachs. Denken Sie daran, dass scharfe Reinigungsmittel Markierungen auf Komponenten entfernen oder Kunststoffe oder Ummantelungen von Elektrolytkondensatoren oder andere exotische Komponenten wie Feuchtigkeitssensoren beschädigen können. Verwenden Sie daher kein zu starkes Reinigungsmittel. Wenn Sie können, testen Sie den Reiniger an einer alten Komponente oder einem Stecker, den Sie nicht brauchen, um sicherzugehen, dass Sie nicht mehr schaden als nützen.

 

Ultraschall-PCB-Reinigung

Ultraschall-Reinigungsmaschinen hohe Frequenzen verwenden, um Kavitation zu verursachen; die heftige Implosion von Milliarden winziger Bläschen in der Reinigungslösung, die in einem Ultraschallreinigungstank enthalten ist. Die Blasen werden von Wandlern erzeugt, die mit dem Boden des Tanks verbunden sind, und von Generatoren zu Ultraschallfrequenzen angeregt. Die Implosion dieser Blasen bläst Verunreinigungen auf der Oberfläche der zu reinigenden Teile weg.

Ultraschall kann als Schallwellen definiert werden, deren Frequenzen über der Obergrenze des normalen Bereichs des menschlichen Gehörs liegen, was etwa 20 Kilohertz (20 kHz oder 20,000 Zyklen pro Sekunde) entspricht. Das stimmt zwar, aber Ultraschallreiniger sind im Betrieb aufgrund der Wirkung, die durch die sogenannte Ultraschallkavitation entsteht, hörbar.

Diese Technik hat als Reinigungsmethode an Popularität verloren, da sie zusammen mit Schmutz und Schmutz Schäden an Komponenten verursachen oder Verbindungen lösen kann. Tatsächlich hat die NASA eine Anweisung herausgegeben, dass sie keine Ultraschallreinigung mehr verwendet, da dies unbeabsichtigt eine Trennung von Komponentenendkappen verursachen und tatsächlich Schäden an Bonddrähten und Bonddrahtpads im Inneren des IC durch Ultraschallleitung der Ultraschallenergie über den integrierten verursachen kann Leiterrahmen.

Davon abgesehen gibt es immer noch einen Platz für Ultraschallreinigungsanwendungen. Der Ultraschall-Reinigungsprozess kann die schwierigsten, schwer zugänglichen Stellen unter hochdichten Komponenten auf den meisten Teilen einer Leiterplatte erreichen. Dies ist nicht der Fall bei SMD-Geräten, die kleine Lücken haben, die kleiner sind als der Oberflächenspannungskoeffizient der Reinigungsflüssigkeit. Der Prozess ist jedoch schnell und es stehen zahlreiche Maschinen mit hoher Kapazität zur Verfügung, um Reinigungsanforderungen mit hohem Volumen gerecht zu werden.

PCB-Ultraschallreiniger

Kavitation ist kein sanfter Prozess. Es wurde berechnet, dass an den Implosionsstellen von Kavitationsblasen Temperaturen von über 10,000°F und Drücke von über 10,000 PSI erzeugt werden.

Gemessen in Zyklen pro Sekunde können Ultraschallreiniger von 25 kHz bis 100+ kHz erzeugen. Niedrigere Frequenzen erzeugen im Vergleich zu höheren Frequenzen größere Kavitationsblasen. Größere Blasen implodieren stärker und werden beispielsweise verwendet, um grobe Verunreinigungen von hergestellten Metallkomponenten zu entfernen. Höhere Frequenzen erzeugen kleinere Blasen, die sanfter reinigen, aber besser in Risse, Spalten und Sacklöcher eindringen können. Die höheren Frequenzen werden zum Reinigen von hochglanzpolierten oder empfindlichen Oberflächen verwendet.

 Zusammenfassung

Es gibt Firmen, die sich auf die Reinigung von Leiterplatten spezialisiert haben. Beachten Sie, dass wir (San Francisco Circuits) keine PCB-Reinigungsdienste anbieten! Wir sind ein High-End-Anbieter für die Herstellung und Bestückung von Leiterplatten.

Abhängig von Ihrem Bedarf – wie z. B. einer großen Menge an Brettern, was gereinigt werden muss und wie empfindlich das Brett ist – kann es sein, dass Sie nach einer externen Quelle für Ihren Reinigungsbedarf suchen.

Wenn Sie ständig Probleme mit zu reinigenden Platinen haben, muss möglicherweise etwas Bedeutenderes im Design- oder Herstellungsprozess untersucht werden. Unsere beratenden Ingenieure können Ihnen helfen, ein Problem zu lokalisieren und eine langfristige Lösung zu entwickeln, um besser sicherzustellen, dass die Leiterplatten sauber bleiben und die Betriebstoleranzen einhalten.

Das Reinigen einer Leiterplatte muss keine entmutigende Aufgabe sein. Wenn Sie die oben genannten Tipps und Ratschläge beachten, können Sie sicherstellen, dass die Reinigungsarbeit richtig erledigt wird.