電子 PCB 組件的清潔度可提高醫(yī)療設(shè)備的可靠性

克服失敗的可能性

組件制造商不斷為組件開發(fā)新的和更小的封裝，這些組件只有幾分之一毫米，并且板與組件的間隙小于一密耳。 拾放機具有新的附件，可以放置這些幾乎看不見的零件。 組件放置得非?？拷?。 你如何有效地清潔這么小的東西？

無鉛焊料是一個相對較新的立法事實，它需要新的焊料、新的助焊劑、更高的溫度和新的焊料加工設(shè)備。 許多新方法、合金、化學品和焊接工藝已被開發(fā)出來以解決這些問題。 錫須問題也急劇增加。 然而，延時效應通常要等到產(chǎn)品出廠并投入使用一兩年后才會顯現(xiàn)出來。 產(chǎn)品開發(fā)的速度掩蓋了其中一些時間延遲的問題，因為產(chǎn)品通常會因更新型號而被丟棄。 像手機這樣的產(chǎn)品，一般不會出現(xiàn)問題，因為使用2-3年以上的手機的人比較少。 當以補貼價格提供功能豐富的升級型號時，很少有人會花錢進行維修。 然而，對于醫(yī)療設(shè)備而言，失敗的可能性非常大，而且失敗的影響可能是毀滅性的。

設(shè)計決策影響其他工藝步驟

所有這些都匯集在一起并且支持元素必須正常運行的地方是制造車間，但組件制造商、電路板設(shè)計師和設(shè)備制造商通常彼此獨立運作，這種溝通空白加劇了這個問題。 研究表明，許多故障是由于印刷電路板 (PCB) 制造過程中的污染物不夠干凈所致。 用于 PCB 設(shè)計的高級 CAD 設(shè)計系統(tǒng)會引發(fā)一些設(shè)計問題。

有時，設(shè)計人員會利用諸如超近距離覆銅或填銅等功能，將整個電路板的接地距離電源總線幾密耳。 具有災難性后果的空頭機會增加了幾倍。 許多設(shè)計師很少接觸 PCB 制造或電路板組裝的生產(chǎn)問題。 對于電路板設(shè)計人員來說，真正了解連接器手工焊接過程中的助焊劑如何流到連接器焊盤旁邊的微孔非常重要。 在實施設(shè)計時做出的許多決定都會影響其他流程步驟。

需要提高標準以獲得高可靠性

IPC 是為印刷電路板和電子組裝行業(yè)、其客戶和供應商提供服務(wù)的全球貿(mào)易協(xié)會，其工作組致力于解決與確定未組裝（裸露）印刷電路板的清潔度級別相關(guān)的所有主題，并制定了基本標準 為了清潔。 IPC-TM-650 標準為軍事應用設(shè)定了 10-2 微克/in2（一般應用為 65-2 微克/in2）氯化鈉 (NaCl) 的可接受范圍。 這個標準是否足以防止故障，目前的清潔方法是否可以真正清潔當今生產(chǎn)的電路板？

業(yè)界流傳著許多神話：

1. 所有來自工廠的裸板都是干凈的。

2. 所有組件交付時都是干凈的，沒有污染問題。

3.助焊劑不會出現(xiàn)任何問題，只需將其倒在板上即可，無需擔心加熱或不加熱，一切都會好起來的。

這不是當今制造業(yè)的現(xiàn)實，但這些概念的假設(shè)給制造商帶來了重大問題。 具有隱藏的殘留助焊劑污染的電路板可能會通過 QC 并正常運行。 到達其工作環(huán)境后，可能會出現(xiàn)高濕度和溫度波動，從而產(chǎn)生凝結(jié)，導致殘留通量問題真正開始增長，并最終導致泄漏路徑，最終導致故障。 當今微功率電子設(shè)備的高阻抗電路更容易被雜散電壓源干擾。

簡單的洗滌是不夠的

在焊接過程后清洗印刷電路板通常會產(chǎn)生閃閃發(fā)光的電路板，看起來已經(jīng)準備好迎接最終用戶的下一步旅程。 不可見的區(qū)域包含破壞這張閃閃發(fā)光的干凈圖片的細節(jié)。 僅僅讓電路板經(jīng)過清洗循環(huán)是不夠的。 它需要化學品、溫度、清洗周期和時間的特殊組合才能使電路板真正清潔。

“印制板的清潔度會直接影響組裝印制板的效率或質(zhì)量，”IPC 技術(shù)項目經(jīng)理兼 IPC 裸板清潔度評估任務(wù)組的工作人員聯(lián)絡(luò)人 John Perry 說。 “殘留物會增加現(xiàn)場故障的風險，或者會阻礙印制板的功能，因此擁有不同級別測試的驗收標準以及應測試多少樣品的方向非常重要。”

數(shù)碼通電子利用大量資源來研究這些問題。 在許多情況下，我們發(fā)現(xiàn)相對較小的點組合在一起時，指出在當今制造環(huán)境中根本無法正常工作的過程，盡管它們在過去的表現(xiàn)是足夠的。 組件封裝設(shè)計、材料、CAD/CAM 軟件、電路板制造和化學方面的微小變化結(jié)合在一起，慢慢地改變了制造過程的穩(wěn)健性。 即使是最好的意圖也常常不知不覺地造成了以以前不可能的方式發(fā)生缺陷的可能性。 只有通過對制造過程中的所有材料和步驟進行綜合評估，才能發(fā)現(xiàn)潛在問題的根源。 有了對潛在問題領(lǐng)域的清晰了解，就需要付出很多努力來尋找每個問題的解決方案。

訂購并安裝了新設(shè)備和支持子系統(tǒng)。 開發(fā)并實施了測試和評估程序，以驗證每個過程的有效性。 在組裝過程之前和之后，所有電路板都定期通過系統(tǒng)運行，以確保焊接過程不會受到電路板制造過程中的任何污染物的影響，并且電路板完全清除了焊接過程中殘留的任何化學物質(zhì)。

清潔過程完全綠色。 來自拋光槽的去離子水被使用和回收。 過濾器捕獲固體，而強大的鼓風機確保刺激性化學物質(zhì)不會遷移通過儲罐。 設(shè)備上的透明窗口使操作員能夠監(jiān)控整個過程。 折光儀檢查罐中混合物的穩(wěn)定性，確保其沒有受到損害。 排出的液體完全環(huán)保。

然后對流程進行全面測試，評估有效性，并最終驗證為一個穩(wěn)定的流程。 獨立測試表明，經(jīng)過此清潔過程的電路板比 IPC 指定的最高清潔水平 10-2 微克/in2 清潔 75%。 此外，對離子污染的實驗室分析發(fā)現(xiàn)組裝板上的氯化鈉離子污染為零。

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