PCB Bersih: Panduan Ahli untuk Memperpanjang Umur dan Keandalan

Papan Sirkuit Cetak kotor mengumpulkan debu, dan sesekali bersentuhan dengan cairan dengan solaman atau rendaman. Paparan terhadap elemen-elemen ini secara bertahap mengakibatkan korosi pada titik solder, yang dapat merusak sirkuit.

Banyak kontaminan juga dapat mengisolasi komponen kecil pada papan, mencegah kehilangan panas dan akhirnya memanasi mereka.

Artikel ini menggambarkan bagaimana PCB kotor mempengaruhi proyek Anda dan cara membersihkan PCB. Ini pasti akan membantu Anda.

Apa Itu PCB Kotor?

PCB kotor kadang-kadang juga digunakan di pasaran untuk merujuk pada papan kedua atau direkondisikan yang dibeli sebagai alternatif lebih murah dari PCB baru.

PCB yang digunakan dalam perangkat sebelumnya direkondisikan cukup oleh perusahaan pembersihan PCB untuk lolos sebagai dapat digunakan dalam pembuatan gadget baru.

Meskipun namanya, PCB kotor kelas pasar biasanya cukup bersih pada permukaan. Namun, meskipun PCB kotor berkualitas baik dapat tetap fungsional selama waktu yang lama, tidak dapat menjamin ketahanan papan baru.

PCB kotor off-the-shelf oleh karena itu idealnya disimpan untuk prototipe.

Figure 1: PCBA Soldermask Hitam Kustom

Sebuah PCB juga dapat dianggap “kotor” jika memiliki sisa flux yang cukup setelah soldering. Saat ini, sekitar 70 persen dari semua papan cetak dirakit dengan pasta solder no-clean, yang berarti flux tidak dimaksudkan untuk dibersihkan.

Setelah soldering, biasanya flux meninggalkan beberapa sisa di sekitar titik solder. Jumlah sisa bergantung pada isi perubahan – padatan-resin, agen gel, dan aktivator – dan flux dengan sedikit padatan meninggalkan sisa rendah pada papan.

Bagaimana PCB Kotor Dapat Mempengaruhi Kerja

Kontaminan PCB seperti debu, kelembaban, dan sisa flux dapat berdampak buruk pada sirkuit Anda.

2.1 Debu dan Kelembaban

Debu adalah zat kompleks yang terdiri dari material anorganik dan organik yang bervariasi dan sejumlah besar air serta garam terlarut.

Dampak debu terhadap keandalan PCB semakin meningkat, berkat teknologi miniaturisasi dan penggunaan papan sirkuit yang semakin meningkat dalam kondisi dengan paparan debu lebih banyak, seperti di industri telekomunikasi dan informasi.

Figure 2: PCB yang berdebu

Debu dapat menyebabkan beberapa masalah pada papan sirkuit. Karena sifat hidrofiliknya dapat membentuk film elektrolit konduktif yang dapat merusak resistansi isolasi permukaan di antara konduktor.

Bahkan tanpa air, partikel dapat meningkatkan gesekan pada permukaan kontak, mempromosikan aus dan korosi. Selain itu, karena bertindak sebagai dielektrik, mereka juga dapat menginduksi interferensi sinyal pada konektor dan garis.

Jika semua itu belum cukup untuk memotivasi Anda untuk akhirnya memeriksa elektronik Anda, debu yang dibiarkan menumpuk pada komponen aktif dan konektor daya dapat menyebabkan kerusakan yang tidak dapat diperbaiki saat komponen panas berlebih.

2.2 Sisa Flux

Meskipun debu dan kelembaban tidak berarti apa-apa yang baik untuk PCB, sisa flux dapat memiliki efek yang bahkan lebih buruk pada proyek Anda. Material flux no-clean diperkenalkan untuk menghilangkan kebutuhan untuk membersihkan papan sirkuit sebelum re-soldering.

Namun, meskipun manfaat board no-clean sudah jelas, pengarang dengan cepat menyadari masalah sisa.

Sisa flux yang lepas dari papan selama soldering cenderung bertumpuk secara bertahap pada pin komponen yang disolder menyebabkan masalah konduktivitas, terutama dalam sirkuit dengan kecepatan jam di atas satu gigahertz.

Pada frekuensi yang tinggi seperti itu, elektron terutama dihasilkan di permukaan luar konduktor, yang berarti sisa flux di klem dapat menunjukkan arus, menyebabkan interferensi sinyal.

Figure 3: Sisa flux pada PCB

Seperti debu, sisa flux juga memiliki sifat hidrofilik. Jadi, ketika Anda menyalin material underfill dalam assembly flip-chip dan menggunakannya dengan panas, kantong uap atau gas kecil dapat terbentuk dan akhirnya memisahkan underfill dari papan, menciptakan jalur untuk polutan untuk menembus assembly.

Faktor yang Mungkin Menyebabkan PCB Kotor

Sampai saat ini, Anda mungkin sudah memiliki ide yang cukup tentang agen yang membuat PCB kotor dan dapat, oleh karena itu, menebak bagaimana mereka sampai ke PCB. Berikut adalah tiga penyebab umum PCB kotor.

3.1 Sisa Selama Produksi

Secara historis, flux rosin aktif digunakan dalam manufaktur PCB. Namun, karena flux ini terdiri dari senyawa klorin atau bromin, sisa yang tertinggal setelah soldering akan menyebabkan korosi selama operasi produk.

Akibatnya, banyak metode pembersihan dikembangkan untuk menghilangkan halida. Produk yang dibersihkan dengan baik hanya akan memiliki jumlah senyawa halida yang minimal pada permukaan.

Saat ini, sebagian besar produsen PCB menggunakan flux no-clean. Secara teori, flux ini, biasanya terdiri dari asam organik seperti asam adipik dan sitrat, mudah terurai saat dipanaskan selama soldering, terikat dengan solder dan tidak meninggalkan sisa korosif di belakang.

Dalam praktiknya, namun, tidak jarang solder cair diterapkan untuk mengisolasi sebagian flux di bawahnya, menahinya panas yang diperlukan untuk dekomposisi. Setelah produksi, perubahan yang tidak terurai tertinggal di papan di sekitar titik solder sebagai sisa.

Sisa flux perlu dibersihkan untuk memastikan operasi sirkuit yang tepat dalam jangka panjang. Tidak seperti papan rosin aktif, PCB no-clean memerlukan saponifier untuk pembersihan yang efektif daripada hanya air.

3.2 Pengaruh dari Lingkungan Kerja

Kontaminasi sisa flux biasanya berasal dari kelalaian atau pembersihan yang tidak memadai setelah assembly. Namun, bahkan jika Anda menghapus sisa dari sirkuit baru yang Anda buat, Anda masih perlu mempertimbangkan polutan lingkungan.

Misalnya, jika Anda solder di lokasi yang berdebu dan kotor atau di luar ruangan, ada kemungkinan baik bahwa beberapa partikel debu atau kotoran mungkin terperangkap dalam solder dan menyebabkan masalah di kemudian hari. PCB dalam perangkat elektronik yang digunakan dalam kondisi yang sangat lembap atau berdebu juga cenderung membusuk jauh lebih cepat daripada yang berada di lingkungan yang lebih moderat.

Bahkan jika Anda yakin dengan rating IP dari casing perangkat Anda, disarankan untuk memeriksa papan sirkuitnya sesekali untuk mengantisipasi tumpukan debu, kotoran, atau kelembaban.

3.3 Penggunaan/Operasi yang Tidak Tepat

PCB adalah komponen yang sensitif saat digunakan. Jadi, sementara Anda mungkin tidak sepenuhnya mengontrol lingkungan di sekitar perangkat Anda, mengabaikan perhati-hatian dasar dalam fabrikasi dan penggunaan juga dapat menempatkan PCB Anda pada risiko kontaminasi.

Misalnya, papan dengan komponen aktif perlu ditempatkan dalam paket yang berventilasi untuk mempromosikan penyerapan panas. Namun, praktik yang baik adalah memiliki alet pelindung di saluran udara ini untuk menah debu rute ekspres ke sirkuit Anda.

PCB yang ditempatkan dalam casing yang terbuka secara bebas mengumpulkan debu dan kelembaban jauh lebih cepat daripada paket tipe alet.

Figure 4: Enclosure PCB yang berventilasi dengan baik

Komponen yang malfungsi dan terbakar akibat penggunaan perangkat yang tidak tepat juga dapat menyebabkan kontaminasi PCB. Elektrolit yang bocor dari kapasitor, misalnya, dapat merusak papan, atau bahkan lebih buruk, menyebabkan kait pendek konduktor.

Cara Membersihkan PCB Kotor

Metode pembersihan PCB bervariasi tergantung pada jenis papan dan kontaminan, serta pengalaman dan alat yang Anda miliki untuk pekerjaan.

Membersihkan papan sirkuit bukanlah hal yang mudah. Kesalahan terkecil dapat secara tidak dapat diperbaiki merusak PCB atau komponen di atasnya. Oleh karena itu sebelum mulai, penting untuk bertanya pada diri sendiri apakah risiko itu layak diambil, terutama jika papan sedang bekerja dan hanya terlihat kotor.

Jika Anda telah menjawab “ya” dengan tegas pada pertanyaan di atas, atau jika papan Anda tidak bekerja dan Anda berniat untuk membersihkannya sebelum mencoba perbaikan, baca lanjut untuk mengetahui cara menangani kasus kontaminasi PCB seperti debu, kotoran, kotoran, dan sisa flux yang menumpuk, serta korosi elektrolit yang parah.

4.1 Membersihkan Debu dan Kotoran

Percayalah atau tidak, alat terbaik untuk menghilangkan puing kering dan ringan seperti debu atau kotoran dari PCB adalah sikat gigi lama yang kering. Itu kecil dan cukup ringan untuk ditangani dengan nyaman, dan sisinya yang halus dapat menyapu partikel terkecil.

Anda juga dapat menggunakan sumber udara terkompresi yang lembut untuk membersihkan papan namun jangan tergoda untuk menggunakan vacuum cleaner. Listrik statis yang dihasilkan di kepala selang dapat merusak beberapa komponen pada PCB Anda.

4.2 PCB Kotor — Menghilangkan Kotoran

Kotoran terbentuk ketika debu menumpuk pada PCB menangkap apa pun dari air dan minyak hingga soda dan lilin dan akhirnya menempel pada papan. Menghilangkan kotoran, oleh karena itu, membutuhkan lebih dari sikat gigi dan udara terkompresi untuk membersihkan.

Mulai dengan menghapus komponen soket dari papan dan menyisihkannya untuk dibersihkan terpisah. Menghapusnya tidak hanya mencegah kerusakan tetapi juga mengekspos soket mereka dan memungkinkan Anda untuk melakukan pekerjaan yang jauh lebih menyeluruh.

Tentu, Anda perlu mencatat dengan tepat di mana komponen berada sebelum menghapusnya sehingga Anda dapat dengan mudah menyolder kembali mereka ketika Anda selesai membersihkan papan.

Deterjen rumah tangga non-fosfat efektif untuk menghilangkan kotoran. Bilas papan dan sapu dengan kain bersih bebas serat. Biarkan selama sekitar sepuluh detik untuk melembutkan kotoran, kemudian gulirkan dengan sikat gigi lama Anda.

Figure 5: PCB direndam dalam deterjen

PCB harus kering sepenuhnya sebelum mengganti komponen. Prheat oven Anda ke sekitar 80 derajat Celsius, dan setelah mencapai suhu, matikan dan tempatkan papan Anda di dalam.

Tolong biarkan untuk kering selama dua jam dan pastikan siapa pun dengan akses ke dapur Anda mengetahui untuk tidak menyentuh oven?

Setelah siklus pengeringan, ambil papan Anda dan periksa untuk kerusakan. Jika kondisinya memuaskan, pasang kembali komponen.

4.3 Membersihkan Sisa Flux

Seperti yang disebutkan sebelumnya, sisa flux hanya dapat dihapus menggunakan saponifier. Saponifier pembersihan yang umum untuk penggemar DIY adalah alkohol isopropil rumah tangga.

Basahi sikat gigi Anda dengan alkohol dan mulai menggosok perlahan area yang terpapar pada papan. Alkohol anidra, yang sering digunakan untuk membersihkan elektronik, bekerja jauh lebih cepat daripada alkohol rumah tangga dan oleh karena itu adalah saponifier yang lebih baik untuk kontaminasi sisa yang parah.

Jika Anda punya sedikit uang untuk dihabiskan, Anda juga dapat mencari agen pembersiah komersial khusus untuk penghapusan flux. Pembersih kelas pro seperti Envi-Ro-Tech 1676 dari Tech Sprays dapat memberikan hasil yang bagus, tetapi akan jauh lebih mahal untuk diperoleh daripada alkohol.

4.4 PCB Kotor — Membersihkan Korosi

Jika PCB Anda terkontaminasi dengan asam baterai, air asin (keringat), atau korosi elektrolit kapasitor, Anda harus mencoba untuk menutralisir dan membersihkan zat tersebut secepat mungkin.

Campurkan soda kue dengan air dan terapkan pasta tipis yang dihasilkan pada area dengan kerusakan asam.

Asam juga dapat menyebar di sepanjang jejak papan ke area lain yang jauh dari baterai, jadi Anda mungkin ingin melakukan “rendaman” menutralisir dengan campuran soda kue untuk memastikan Anda telah menutralisir semua asam.

Setelah merendam papan, bilas secara menyeluruh dan ikuti prosedur “menghilangkan kotoran” di atas.

Figure 6: Korosi baterai PCB

Beberapa baterai, terutama sel NiCad, mengandung basa alih-alih asam, yang berarti larutan soda kue tidak akan bekerja sebagai agen netralisasi. Sebaliknya, coba asam ringan yang mudah didapatkan seperti cuka putih.

Prosedur penghapusan kotoran biasanya semua yang diperlukan untuk menangani korosi air asin.

Namun, jika paparan air asin telah membentuk oksida pada permukaan logam papan, yang tidak seems memberi hasil dengan menggosok lembut. Dalam hal itu, Anda mungkin harus beralih ke teknik khusus seperti media blasting (peluncuran kaca atau kaca bejana) dan media tumbling (menggunakan deoksidator berbasis kuningan).

Peningkatan Lingkungan Papan

Lingkungan ideal untuk papan sirkuit cetak bebas debu, kotoran, kelembaban, asam, sisa flux, dan polutan lain. Namun, hampir tidak mungkin untuk menjaga papan Anda sepenuhnya bebas lingkungan. Akhirnya, setiap PCB menjadi cukup kotor untuk memerlukan pembersihan.

Untungnya, Anda dapat mengambil beberapa langkah untuk menjaga papan sirkuit tetap bersih untuk waktu yang lama. PCB yang dibeli dari produsen yang kompeten seperti WellPCB biasanya datang dalam paket vakum dengan silica gel dan bungkus gelembung untuk mengurangi paparan udara dan kelembaban.

Jadi, jika Anda membeli papan, jangan keluarkan dari kemasan sampai desain Anda siap dan Anda siap untuk memproduksi.

Sebuah papan yang telah terlihat terbuka di rak Anda untuk sementara waktu dapat mengumpulkan cukup kelembaban dan debu untuk merusak proses soldering dan fungsionalitas keseluruhan sirkuit Anda.

Figure 7: PCB dalam paket vakum

Lingkungan di mana Anda menggunakan PCB Anda juga harus memiliki tingkat kontaminan yang rendah. Jaga ruang fabrikasi Anda tetap bersih, dan jika memungkinkan, gunakan sarung tangan solder saat Anda memproduksi untuk mencegah keringat dan sidik jari menempel pada papan.

Juga, pastikan ruang di sekitar perangkat selesai Anda sejuk dan kering, dan waspada terhadap serangga merayap dan laba-laba.

Cara Melindungi PCB dari Korosi dan Polusi

Jika ada sedikit yang dapat Anda lakukan untuk meningkatkan lingkungan di sekitar PCB Anda, fokus lebih pada melindungi papan itu sendiri. Solusi paling alami dan umum untuk menjaga PCB aman adalah menempatkannya dalam casing.

Casing yang tepat melindungi papan sirkuit dari kontaminasi eksternal langsung.

Untuk perlindungan yang lebih, Anda dapat mempertimbangkan untuk menerapkan coating konformal. Lapisan ini mencegah berbagai agen merusak, termasuk debu, kelembaban, penyemprotan asam, jamur, dan asam, dari menembus papan. Produk coating konformal yang baik juga bernapas, memungkinkan air yang terperangkap di bawah untuk melarikan diri. Kelemahan satu satunya adalah rework PCB akan mengharuskan Anda untuk menyisir dan kemudian menerapkan kembali coating.

Figure 8: Menerapkan Coating Konformal

Jika perangkat Anda dimaksudkan untuk lingkungan di mana kelembaban dapat menjadi masalah, Anda dapat melengkapi coating konformal dengan kipas untuk mengisap udara keluar dari casing dan mengurangi kelembaban.

Bungkus silica gel, sambil bukan solusi yang paling elegan, juga dapat membantu meminimalkan konten kelembaban enclosure.

Terakhir, luangkan waktu untuk membersihkan papan Anda setelah solder untuk menghapus sisa flux dan bola solder, dan jangan lupa untuk memantawanya secara teratur untuk tetap di depan progresi korosi.

PCB Kotor — Bagaimana WellPCB dapat membantu?

Pembersihan PCB, terutama pada skala besar membutuhkan lebih dari sekadar alkohol dan sikat gigi. Jika Anda memiliki beberapa papan yang perlu dibersihkan atau dilindungi, Anda dapat percaya pada WellPCB untuk mengangkat beban dari bahu Anda.

7.1. Bagaimana WellPCB melakukan pembersihan PCB

Langkah pertama dalam proses pembersihan perusahaan adalah untuk menyelidiki papan dan mengidentifikasi agen yang bertanggung jawab atas kerusakan, menggunakan analisis visual yang cermat, mikroskop elektron, dan pemindaian X-ray. Pemeriksaan awal ini memungkinkan kebutuhan untuk mengetahui tentang pemesanan papan sirkuit cetak kustom secara online. UNTUK papan PCB yang Anda butuhkan, Anda dapat menghubungi kami di WellPCB teknisi untuk merancang strategi pembersihan yang paling sesuai untuk PCB.

Setelah pendekatan yang tepat ditentukan, papan kotor dipadati dalam proses pembersihan, menggunakan deterjen terbaik industri, distilat petroleum, solvent dimodifikasi, penggerak mekanis, dan media blaster.

Teknologi manufaktur PCB dan pengalaman, membantu banyak pelanggan memecahkan masalah. WellPCB memberikan perhatian khusus pada sirkuit miniatur, yang ukurannya kecil berarti agen pembersih harus memiliki tegangan permukaan rendah untuk mengalir di bawah rongga dan komponen. Jika Anda tertarik, Anda dapat mengunjungi halaman utama kami.

PCB yang bersih kemudian dibilas menggunakan aditif yang dengan cepat menyerap solvent pembersih dan dikeringkan pada suhu yang dikontrol. Tentu, WellPCB akan segera menangani masalah lain yang akan dimiliki PCB Anda, selain kontaminasi, untuk mengembalikannya ke kondisi sempurna.

7.2.Bagaimana WellPCB melakukan perlindungan PCB

Layanan PCB? Jika ya, jangan mencari lebih jauh daripada WellPCB sangat serius tentang perlindungan PCB. Anda, oleh karena itu, dapat mengharapkan papan yang Anda beli akan diproduksi menggunakan flux berkualitas tinggi dengan sisa rendah. Perusahaan juga menawarkan solusi coating konformal kelas atas untuk menjaga debu dan kelembaban keluar dan mencegah oksidasi.

Selain itu, karena papan sirkuit mereka dibuat dengan tingkat perawatan yang tertinggi, Anda tidak perlu khawatir tentang kesalahan yang tidak menyenangkan seperti etchant yang tidak teratur, jejak yang tidak berukuran, atau sendi yang lemah.

PCB Kotor — Kesimpulan

Papan yang bersih adalah papan yang terpercaya dan tahan lama. Jika Anda berniat untuk menggunakan PCB Anda untuk lebih dari beberapa tahun, bersihkan sesekali dan jaga agar tetap terlindungi dari kontaminan. Sikat gigi lama Anda dan beberapa alkohol rumah tangga dapat membawa Anda jauh, tetapi jika Anda perlu bantuan, Layanan PCB? Jika ya, jangan mencari lebih jauh daripada WellPCB akan lebih dari senang untuk menawarkan solusi terbaik.