Infolgedessen werden heute Millionen von elektronischen Baugruppen mit No-Clean-Lotpasten produziert. Experten schätzen, dass mehr als die Hälfte der heute hergestellten Leiterplatten mit einer nicht zu reinigenden Lötpaste hergestellt wird. In einigen Fällen rüsten Hersteller ihre gesamten Montagelinien mit No-Clean-Pasten aus und reinigen dann selektiv nur die von ihnen ausgewählten Platinen, zum Beispiel nur hochzuverlässige Platinen der Klasse 3 für Anwendungen in den Bereichen Sicherheit, Militär, Luft- und Raumfahrt und medizinische Geräte, wo absolute Sauberkeit entscheidend ist. Bei anderen, unkritischen Platinen erspart sich der Hersteller die Zeit für den Reinigungsprozess.

Leiterplatten werden immer kleiner. Microcare

Leiterplatten werden immer kleiner. Microcare

Da jedoch die Leiterplatten immer komplexer und dichter gepackt werden, entdecken einige Leiterplattenhersteller, dass No-Clean-Löten mit den heutigen, modernen elektronischen Schaltungen nicht immer gut funktioniert. Die wachsende Nachfrage nach kleinerer Elektronik zwingt die Hersteller dazu, Mikrokomponenten wie Flip-Chip-, Mikro-BGA-, CSP- und QFN-Gehäuse auf engstem Platz auf den Leiterplatten unterzubringen. Niedrige Abstandsbauelemente wie MOSFETs sind gang und gäbe. Die Anzahl an E/A (Eingabe/Ausgabe) nimmt zu und Leiterplatten werden multifunktional.

Dieser Trend zur Miniaturisierung, Komplexität und hohen Dichte von Leiterplatten kann mit hoher Wahrscheinlichkeit zu Problemen führen, wenn die Leiterplatten, insbesondere diejenigen, die mit No-Clean-Lotpasten hergestellt wurden, nicht ordnungsgemäß gereinigt werden. Verschmutzte PCBs sind anfällig für viele Probleme, wie parasitäre Leckagen, elektrochemische Migration, Kurzschlüsse und Dendritenwachstum. Daher ist die Notwendigkeit der Reinigung von No-Clean-Flussmittelrückständen nicht mehr optional, sondern für die langfristige Leistung, Funktionalität und Zuverlässigkeit der Leiterplatten unerlässlich.

Heutige moderne PCBs sind komplex und dicht mit Komponenten bestückt.

Heutige moderne PCBs sind komplex und dicht mit Komponenten bestückt. Microcare

Die Ironie der No-Clean-Flussmittel besteht nun darin, dass sie jetzt eine der schwierigsten Herausforderungen bei der PCB-Reinigung darstellen. Wenn die Salzaktivatoren in dem No-Clean-Flussmittel mit Hitze oder anderen Chemikalien in Kontakt kommen, hinterlassen sie einen weißen Rückstand, der zerbrechliche Schaltkreise korrodiert und das Wachstum von Dendriten ermöglicht. Im Gegensatz zu anderen Flussmitteln sollte das No-Clean-Flussmittel auf der Platine bleiben. Daher gehört sie heute zu den hartnäckigsten und schwierigsten Kontaminationen, die von Leiterplatten zu reinigen sind.

Alle Leiterplatten reinigen?

Da moderne Leiterplatten immer komplexer werden, entscheiden sich viele Montagebetriebe dafür, alle Leiterplatten zu reinigen, nicht nur die äußerst Zuverlässigen. Die Vermeidung von unvorhersehbaren Fehlfunktionen, kostspieligen Ausfällen, Produktrückrufen und Rücksendungen ist dabei ein großer Motivationsfaktor. Trotz des Aufkommens des No-Clean-Lötens sind also viele Hersteller noch immer am Reinigen.

Die Hauptgründe für die Entfernung von No-Clean-Flussmittelrückständen sind die Vermeidung von Fehlfunktionen in Schaltkreisen und die Vermeidung von Störungen der Signalübertragung.  Wenn sich beispielsweise zu viel No-Clean-Flussmittel auf einer Leiterplatte ansammelt oder wenn weiße Rückstände zurückbleiben, kann es auf der Leiterplatte zu einem Rauschen kommen, insbesondere bei Hochspannungssystemen. Weitere Gründe, die für eine Reinigung sprechen, sind ein besseres Aussehen der Platinen, die leichtere Inspektion und Qualitätskontrolle oder ein besseres Verhalten beim Conformal Coating.

Verbesserte Ästhetik

Flussmittelrückstände beeinträchtigen das kosmetische Erscheinungsbild von Leiterplatten. Dies ist ein zentrales Anliegen der Unterhaltungselektronik. Bei einigen Kunden können Flussmittelrückstände fälschlicherweise als nachlässige oder unterdurchschnittliche Arbeit interpretiert werden. Die Reinigung der Flussmittelrückstände von Leiterplatten kann dazu beitragen, diese optisch ansprechender und für die Kunden akzeptabler zu machen.

Leichtere Inspektion und Qualitätskontrolle

Rückstände von No-Clean-Flussmitteln können Prüfinspektionen erschweren. Tests zur Qualitätskontrolle und die Fehlerbehebung vor Ort können schwieriger werden, wenn Flussmittel auf den Platinen bleiben. Dies kann auch dazu führen, dass vollautomatische, optische Inspektionssysteme versagen.

Erleichtertes Conformal Coating

Einige Leiterplattenhersteller haben die Erfahrung gemacht, dass Rückstände von No-Clean-Flussmitteln Haftungsprobleme beim Conformal Coating nach sich ziehen können. Dies ist ein echtes Problem für Leiterplatten, die im Freien oder in anderen rauen Umgebungen eingesetzt werden. Flussmittelrückstände absorbieren Feuchtigkeit. Diese eingeschlossene Feuchtigkeit kann dann während der Härtungsvorgänge freigesetzt werden, wodurch sich die Beschichtung von der Platte löst. Dadurch können korrosive Materialien, Staub oder Wasser in die Baugruppe eindringen, was zu Korrosion, Signalverlust oder sogar zum vollständigen Ausfall der Komponenten führt. Die umfassende Entfernung aller No-Clean-Flussmittel und ihrer Rückstände vor der Beschichtung hilft, dies zu verhindern.

Durch Wasser beschädigte elektronische Leiterplatte eines Mobiltelefons.

Durch Wasser beschädigte elektronische Leiterplatte eines Mobiltelefons. Microcare

Wie also No-Clean-Leiterplatten reinigen?

Bei der Reinigung von No-Clean-Flussmitteln gibt es einige bewährte Verfahren, die, wenn sie befolgt werden, den Leiterplattenherstellern helfen können, qualitativ hochwertige Reinigungsergebnisse zu erzielen, zusammen mit der Platinenleistung, Zuverlässigkeit und Langlebigkeit, die sie erwarten.

Frühe Spezifizierung und Prüfung

Traditionell denken viele Leiterplattendesigner nicht über die Reinigung bis zum Ende des Projekts nach. Aber da die Leiterplatten immer komplexer werden, erkennen Designer die Notwendigkeit, ihre Reinigungsoptionen früher im Prozess zu bestimmen, bevor Entscheidungen über Beschichtungen, Lotpasten und andere Materialien getroffen werden. Es ist viel einfacher, Reinigungsprobleme mit einer frühen Spezifikation der Flüssigkeit vor der Produktion zu lösen. Dies gilt insbesondere für die Herstellung von Leiterplatten der Klasse 3, bei denen die Sauberkeit entscheidend ist oder wenn Validierungen oder andere strenge Anforderungen erforderlich sind.

Zusätzlich zur frühen Spezifikation der Flüssigkeit sollten auch Tests früher durchgeführt werden. Viele Hersteller führen vor der Großserienfertigung eine Testreinigung in kleinen Chargen durch. Sie finden es vorteilhaft, zunächst eine kleine Charge zu produzieren und zu reinigen, um die Sauberkeit zu gewährleisten, bevor sie in den vollen Produktionsmodus übergehen. Sobald nachgewiesen ist, dass die Reinigungsflüssigkeit und der Prozess bei einer kleineren Charge funktionieren, können sie auf das benötigte höhere Volumen skaliert werden. Durch diese präventiven Tests in kleinen Chargen minimieren sie Überraschungen und sorgen für eine bessere Zuverlässigkeit der Platine, bevor es zu einem größeren Problem wird.

Verfolgen Sie den Prozess

Für beste Ergebnisse sowohl beim Löten als auch bei der Reinigung ist es wichtig, den vom Lötpastenhersteller empfohlenen Reflowprozess zu befolgen. Wenn No-Clean-Lotpasten extremer Hitze ausgesetzt werden, können die Flussmittelrückstände nachdunkeln und sich verfestigen, wodurch das eingebrannte Flussmittel schwerer zu entfernen ist. Der Ofen muss zum Aushärten heiß genug sein, aber nicht so heiß, dass er das Flussmittel bis zu dem Punkt verbrennt, an dem es nicht mehr gereinigt werden kann.

Materialverträglichkeit prüfen

No-Clean-Flussmittelentferner sind in verschiedenen Stärken erhältlich. Es sollte eine Reinigungsflüssigkeit gewählt werden, die sorgfältig auf die zu entfernende Verunreinigung abstimmt ist. Darüber hinaus sollte die Reinigungsflüssigkeit mit dem Leiterplatten-Substrat und anderen Materialien auf der Leiterplatte kompatibel sein. Der Reiniger sollte stark genug sein, um die Flussmittelrückstände wirksam zu entfernen, aber keine Schäden an Metall, Kunststoffen oder Beschichtungen verursachen.

Werkzeuge für die Sicherheit wählen

Wenn möglich, sollten Leiterplatten-Bestücker für die Sicherheit am Arbeitsplatz einen nicht brennbaren, No-Clean-Flussmittelentferner wählen. Verwenden Sie auch ein Dosierwerkzeug für Reinigungsflüssigkeiten, um Verunreinigungen einfach wegzuschrubben. Es trägt auch zur Erhöhung der Sicherheit der Arbeitnehmer bei, indem es die Menge der Flüssigkeits- und Dampfexposition reguliert.

Abzugsbügel: Dispensierwerkzeuge schrubben Verunreinigungen und helfen bei der Kontrolle des Flüssigkeitsstroms. Microcare

Dispensierwerkzeuge schrubben Verunreinigungen und helfen bei der Kontrolle des Flüssigkeitsstroms. Microcare

Optionen offen halten

Wenn ein Leiterplattenhersteller immer noch Probleme mit einem No-Clean-Rückstand hat, ist es vielleicht an der Zeit, eine andere Reinigungsflüssigkeit oder sogar eine andere No-Clean-Lotpaste auszuprobieren. Je niedriger der Feststoffgehalt, zum Beispiel bei einer Paste mit weniger Feststoffen oder Harzen im Flussmittel, desto weniger Flussmittelrückstände verbleiben auf der Platte, wodurch diese leichter zu reinigen ist. Auch ein No-Clean-Flussmittel mit weniger Halogeniden ist möglicherweise leichter zu entfernen. Wenn alles andere fehlschlägt, kann man in Erwägung ziehen, auf eine andere Lötpaste umzusteigen, mit der besser zu reinigen ist.  Es gibt Hersteller, die Reinigungsflüssigkeiten für eine Reihe von Flussmittelrückständen einschließlich wasserbasierter und bleifreier R-, RA-, RMA-, OA- und SA-Flussmittel anbieten können.

Um Hilfe bitten

Unternehmen, die Hilfe bei der Auswahl der richtigen Reinigungsflüssigkeit oder -methode suchen, sollten sich an einen kritischen Reinigungspartner wenden, der auf die Reinigung von No-Clean-Flussmittelrückständen spezialisiert ist.  Einige Hersteller von Reinigungsflüssigkeiten haben Außendiensttechniker, die Prüfungen vor Ort zur Bewertung der Reinigungsmethoden durchführen. Einige Unternehmen können auch umfassende, laborinterne Reinigungstests mit einigen der beliebtesten Lotpasten und Flussmittel der Branche durchführen, um den Reinigungserfolg sicherzustellen. Verlassen Sie sich darauf, dass diese Hersteller die Reinigungsflüssigkeiten und -methoden empfehlen, die am besten funktionieren.