Wat is een Vervuilde PCB?

Geprinte schakelborden accumuleren stof en komen soms in contact met vloeistoffen door spatten of onderdompeling. Blootstelling aan deze elementen corrodeert geleidelijk de soldeerverbindingen, wat het circuit kan beschadigen.

Verschillende verontreinigingen kunnen ook kleine componenten op het bord isoleren, warmteafgifte verhinderen en uiteindelijk oververhitting veroorzaken.

Dit artikel beschrijft hoe een vervuilde PCB uw project beïnvloedt en hoe u de PCB schoonmaakt. Het moet u van nut zijn.

Wat Betekent 'Dirty PCB'?

"Dirty PCB" wordt in de markt ook gebruikt voor tweedhands of gereconditioneerde borden als goedkope alternatieven voor nieuwe PCBs.

Een PCB uit een vorig apparaat wordt door een reinigingsbedrijf voldoende gereconditioneerd om bruikbaar te zijn voor een nieuw gadget.

Ondanks de naam zijn markt-kwaliteit dirty PCBs meestal behoorlijk schoon op het eerste gezicht. Hoewel een goedkwaliteit dirty PCB lang functioneel kan blijven, garandeert het niet de levensduur van een nieuw bord.

Van-de-plank dirty PCBs zijn daarom ideaal gereserveerd voor prototypes.

Figuur 1: Custome Black Soldermask PCBA

Een PCB kan ook "dirty" zijn als er na solderen aanzienlijke fluxresten achterblijven. Vandaag de dag worden ~70% van alle printborden gemonteerd met no-clean soldeerpasta, wat betekent dat de flux niet verwijderd hoeft te worden.

Na solderen laat de flux echter meestal restanten op en rond de soldeerverbindingen achter. De hoeveelheid rest hangt af van de samenstelling – vaste stoffen/harsen, gelmiddelen, activatoren – en flux met weinig vastestoffen laat weinig rest achter.

Hoe een Vervuilde PCB het Werk Beïnvloedt

PCB-verontreinigingen als stof, vocht en fluxresten kunnen circuits nadelig beïnvloeden.

2.1 Stof en Vocht

Stof is een complexe stof uit variërende anorganische/organische materialen en een significante hoeveelheid water en opgeloste zouten.

De impact van stof op PCB-betrouwbaarheid groeit door miniaturisatie en toenemend gebruik in stofrijke omstandigheden (telecom, informatie-industrie).

Figuur 2: Een stoffige PCB

Stof kan diverse problemen veroorzaken. Door hydrofiel karakter kan het een geleidend elektrolytfilm vormen die de oppervlakte-isolatiewerstand tussen geleiders compromiteert.

Zelfs zonder water verhogen deeltjes wrijving op contactoppervlakken, bevorderen slijtage en corrosie. Als diëlectrica kunnen ze ook signaalinterferentie in connectors en lijnen induceren.

Als dat niet genoeg motiveren om uw elektronica te inspecteren: stofopstapeling op actieve componenten en stroomconnectors kan irreparable schade veroorzaken door oververhitting.

2.2 Fluxresten

Hoewel stof en vocht niks goeds betekenen, kunnen fluxresten nog erger effecten hebben. No-clean fluxmaterialen werden geïntroduceerd om reiniging voor her-solderen overbodig te maken.

Hoewel voordelen duidelijk waren, realiseerden monteurs snel het restprobleem.

Fluxresten die loskomen tijdens solderen bouwen geleidelijk op op de pennen van gesoldeerde componenten, wat leidt tot geleidingsproblemen, vooral in circuits met kloksnelheden boven 1 GHz.

Bij zulke hoge frequenties worden elektronen voornamelijk geleid op de buitenste oppervlakte van de geleider, wat betekent dat fluxresten op de terminals stroom kunnen tonen, wat signaalinterferentie veroorzaakt.

Figuur 3: Fluxresten op PCB

Net als stof heeft fluxrest hydrofiele eigenschappen. Bij doseren van ondervervulmateriaal in flip-chip assemblage en uitharden met hitte, kan een klein damp- of gaszakje vormen en het ondervervulmateriaal van het bord scheiden, een pad creërend voor verontreinigingen om de assemblage te penetreren.

Factoren die een Vervuilde PCB Veroorzaken

Nu u een beeld heeft van de vervuilende agenten, kunt u raden hoe ze op een PCB komen. Drie veelvoorkomende oorzaken:

3.1 Resten tijdens Productie

Historisch werden geactiveerde rosin-gebaseerde fluxes gebruikt. Omdat deze chloor/broomverbindingen bevatten, veroorzaakte elke rest na solderen corrosie tijdens bedrijf.

Daarom werden talloze reinigingsmethoden ontwikkeld om haliden te verwijderen. Een goed gereinigd product heeft alleen minimale halidgehalten op het oppervlak.

Tegenwoordig gebruiken de meeste PCB-fabrikanten no-clean fluxes. Theoretisch ontbinden deze (organische zuren als adpijn- en citroenzuur) bij vertering tijdens solderen, binden met het soldeer en achterlaten geen corrosieve rest.

In de praktijk is het niet ongebruikelijk dat het vloeibare soldeer een deel van de flux isoleert, ontkiemt het de benodigde warmte voor ontbinding. Na productie blijft de niet-ontbonden flux op het bord rond de soldeerpunten als rest.

Fluxresten moeten verwijderd worden voor correcte langdurige werking. In tegenstelling tot geactiveerde rosin-borden vereisen no-clean PCBs een saponificator voor effectieve reiniging, niet alleen water.

3.2 Invloed van Werkomgeving

Fluxrestcontaminatie stamt meestal uit nalatigheid of onvoldoende reiniging na assemblage. Maar zelfs na reiniging van uw nieuwe circuit moet u rekening houden met omgevingsverontreinigingen.

Bijvoorbeeld: solderen in een stoffige, onschone locatie of buiten → stofdeeltjes of vuil kunnen vastzitten in het soldeer en later problemen geven. PCBs in apparaten gebruikt in vochtige/stoffige omstandigheden vervallen sneller dan in minder extreme omgevingen.

Zelfs bij vertrouwen in IP-rating van behuizing: raadzaam om schakelborden af en toe te controleren op stof, vuil, vochtopstapeling.

3.3 Onjuist Gebruik/Bedrijf

PCBs zijn gevoelige componenten die zorgvuldig gebruik vereisen. Hoewel u de omgeving niet volledig controleert, kan het negeren van basisfabricage- en gebruiksvoorzorgsmaatregelen uw PCB in gevaar brengen.

Voorbeeld: bord met actieve componenten moet in een geventileerde behuizing zitten voor warmteafgifte. Goede praktijk: lamellen in luchtkanalen om stof de toegang te ontzeggen.

Een bord in open geventileerde behuizing accumuleert stof/vocht sneller dan een met lamellen voorziene behuizing.

Figuur 4: Een adequaat geventileerde PCB-behuizing

Misfunctionerende en verbrande componenten door onjuist gebruik kunnen ook PCB-contaminatie veroorzaken. Elektrolytlek uit een condensator kan het bord etsen of korstkorrelaties veroorzaken.

Hoe een Vervuilde PCB Schoon te Maken

Reinigingsmethoden variëren per bordtype, verontreiniging, ervaring en tools. Schoonmaken is geen makkie; de minste fout kan uw PCB of componenten irreparable schaden. Vraag uzelf of het risico het waard is, zeker als het bord werkt en alleen vies lijkt.

Als u "ja" antwoordt, of als het bord niet werkt en u wilt reinigen voor reparatie: lees verder voor stof, vuil, slijk, fluxresten, en zware elektrolytcorrosie.

4.1 Stof en Vuil Verwijderen

Het beste tool voor droge, lichte restanten (stof/vuil) is een oude, droge tandborstel. Klein, licht, comfortabel, fijn borstels verwijderen de kleinste deeltjes.

Ook zachte gecomprimeerde lucht gebruiken om het bord schoon te blazen. Geen stofzuiger – statische elektriciteit aan de slangkop kan componenten beschadigen.

4.2 Slijk Verwijderen

Slijk ontstaat door stof die vocht, olie, frisdrank, was vastlegt en op het bord kleeft. Meer nodig dan tandborstel en lucht.

1. Socketcomponenten verwijderen en apart reinigen. Voorkomt schade, blootlegt sockets voor grondige reiniging. Let op exacte positie voor hermontage.
2. Huishoudelijke non-fosfaatdetergenten zijn effectief. Bord afspoelen, kwijtdrogen met vezelvrij doek. ~10 seconden laten werken, dan afschrobben met tandborstel.

Figuur 5: Een PCB in detergent

PCB volledig laten drogen voor hermontage. Oven voorverwarmen tot ~80°C, dan UITZETTEN en bord erin leggen. 2 uur drogen, zorgen dat niemand de oven aanraakt. Na droogcyclus: bord inspecteren op schade. Bij tevredenstellende staat: componenten terugmonteren.

4.3 Fluxresten Verwijderen

Fluxresten alleen verwijderbaar met saponificator. DIY-go-to: huishoudalcohol. Tandborstel bevochtigen, zacht schrobben. Anhydrous alcohol (alcohol voor elektronica) werkt sneller en is betere saponificator voor zware contaminatie.

Bij budget: commerciële reinigers specifiek voor fluxverwijdering (bijv. Envi-Ro-Tech 1676 van Tech Sprays) geven uitstekende resultaten, maar duurder.

4.4 Corrosie Opschonen

Bij batterijzuur, zoutwater (zweet), condensatorelektrolytcorrosie: zo snel mogelijk neutraliseren en opschonen.

1. Natron (bakpoeder) met water mengen, dunne pasta op zuurschadegebied aanbrengen.
2. Zuren kunnen langs sporen reizen naar verafgelegen gebieden → neutraliserende "week" met natronmengsel om alle zuur te neutraliseren.
3. Na weken: grondig afspoelen en "slijk verwijderen" procedura volgen.

Figuur 6: PCB batterijcorrosie

Sommige batterijen (NiCad) bevatten basen in plaats van zuren → natron werkt niet. Probeer milde azijn.

Zoutwatercorrosie: meestal voldoende "slijk verwijderen" procedura. Als oxidemetalen niet wijken voor zacht schrobben: speciale technieken als media blasting (glas/plastic kralen) en media tumbling (messing deoxideerders).

Bordomgeving Verbeteren

Ideale omgeving voor PCB: vrij van stof, vuil, vocht, zuren, fluxresten, overige pollutanten. Maar volstrekt onmogelijk om bord volledig omgevingsvrij te houden. Elk PCB wordt uiteindelijk vies genoeg voor reiniging.

Maar u kunt maatregelen nemen om een bord lang schoon te houden. PCBs van bekwame fabrikanten als WellPCB komen in vacuümverpakking met silicagel en bubbelwrap om lucht/vochtblootstelling te minimaliseren.

Bord niet uit verpakking halen tot ontwerp klaar is en u klaar bent voor fabricage. Een bord dat open op plank ligt, accumuleert vocht/stof dat solderproces en functionaliteit ondermijnt.

Figuur 7: Vacuümverpakte PCBs

Fabricageruimte schoon houden, soldeerhandschoenen dragen om zweet/vingerafdrukken te voorkomen. Omgeving van voltooid apparaat koel en droog houden, let op kruipende insecten/spinnen.

PCB Beschermen tegen Corrosie en Vervuiling

Als u weinig aan de omgeving kunt doen: focus op bordbescherming. Meest natuurlijke/gemene oplossing: behuizingen. Goede behuizingen schermen borden af van directe externe contaminatie.

Voor extra bescherming: conforme coating. Voorkomt dat schadelijke agenten (stof, vocht, zoutspray, schimmels, zuren) het bord bereiken. Goede conformele coatings zijn ook ademend, laten gevangen water ontsnapen. Nadeel: herwerken vereist afstrippen en heraanbrengen.

Figuur 8: Conforme Coating Aanbrengen

Bij vochtgevoelige omgevingen: conforme coating aanvullen met ventilator om lucht uit behuizing te zuigen en vochtigheid te verlagen. Silicagelpakket (niet meest elegante oplossing) kan ook vocht in behuizing minimaliseren.

Tot slot: bord na solderen reinigen om fluxresten en soldeerballen te verwijderen, en regelmatig controleren om progressieve corrosie voor te komen.

Hoe WellPCB Kan Helpen

PCB-reiniging, zeker op grote schaal, vereist meer dan alcohol en tandborstel. Heeft u een aantal borden die reiniging/bescherming nodig hebben? WellPCB neemt het werk uit handen.

7.1 WellPCB PCB-reiniging

Eerste stap: bord onderzoeken en schadelijke agenten identificeren via visuele analyse, elektronenmicroscopen, Röntgenscanning. Deze check stelt technici in staat de meest geschikte reinigingsstrategie te bepalen.

Zodra benadering vaststaat: vies bord onderworpen aan reinigingsproces met toonaangevende detergenten, petroleumdistillaten, gemodificeerde oplosmiddelen, mechanische agitaties, media blasters. WellPCB geeft bijzondere aandacht aan geminiaturiseerde circuits – lage oppervlaktespanning van reinigingsmiddelen nodig om onder kaviteiten/componenten te vloeien.

Gereinigde PCBs worden gespoeld met additieven die reinigingsoplosmiddelen snel absorberen en gedroogd onder gecontroleerde temperaturen. WellPCB lost ook eventuele andere PCB-problemen op voor perfecte staat.

7.2 WellPCB PCB-bescherming

WellPCB neemt PCB-bescherming serieus. Verwacht borden gefabriceerd met hoogwaardige laag-rest flux. Biedt topconforme coatingoplossingen om stof/vocht buiten te houden en oxidatie te voorkomen.

Bovendien: borden gemaakt met hoogste zorgvuldigheid → geen zorgen over kleine fouten als onregelmatige etslijnen, verkeerde spoordiktes, zwakke verbindingen.

Conclusie

Een schoon bord is een betrouwbaar, langdurig bord. Als u uw PCB langer dan een paar jaar wilt gebruiken: regelmatig schoonmaken en goed beschermen tegen verontreinigingen. Oude tandborstel en huishoudalcohol helpen ver, maar als hulp nodig is: WellPCB biedt de beste oplossing.