PCB sujo – O melhor guia para tornar seu PCB limpo e durável

PCB sujo As placas de circuito impresso acumulam poeira e ocasionalmente entram em contato com líquidos por respingos ou imersão. A exposição a esses elementos corrói gradualmente as juntas de solda, o que pode danificar o circuito.

Muitos contaminantes também podem isolar componentes minúsculos na placa, evitando a perda de calor e, eventualmente, superaquecendo-os.

Este artigo descreve como o PCB sujo afeta seu projeto e como limpar o PCB. Deve ser útil para você.

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O que significa PCB sujo?

Um PCB sujo ”ocasionalmente também é usado no mercado para se referir a placas de segunda mão ou recondicionadas compradas como alternativas mais baratas para PCBs novos.

Um PCB usado em um dispositivo anterior é recondicionado o suficiente por uma empresa de limpeza de PCB para passar como utilizável na fabricação de um novo gadget.

Apesar do nome, os PCBs sujos de nível de mercado geralmente são bastante limpos pelo valor de face. No entanto, embora uma PCB suja de boa qualidade possa permanecer funcional por um período considerável, ela não pode garantir a longevidade de uma nova placa.

PCBs sujos de prateleira são, portanto, idealmente reservados para protótipos.

Figura 1:PCBA de máscara de solda preta personalizada

Um PCB também pode ser considerado “sujo” se tiver um resíduo de fluxo considerável após a soldagem. Hoje, cerca de 70% de todas as placas impressas são montadas com pasta de solda não limpa, o que significa que o fluxo não deve ser removido.

Após a soldagem, no entanto, o fluxo geralmente deixa algum resíduo sobre e ao redor das juntas de solda. A quantidade de resíduo depende do conteúdo da mudança – sólidos-resinas, agentes gelificantes e ativadores – e o fluxo com poucos sólidos deixa poucos resíduos na placa.

Como um PCB sujo pode afetar o trabalho

Os contaminantes da PCB, como poeira, umidade e resíduos de fluxo, podem afetar negativamente seus circuitos.

2.1 Poeira e Umidade

A poeira é uma substância complexa que consiste em vários materiais inorgânicos e orgânicos e uma quantidade significativa de água e sais dissolvidos.

O impacto da poeira na confiabilidade do PCB é cada vez maior, graças à tecnologia de miniaturização e ao uso crescente de placas de circuito em condições com maior exposição à poeira, como nas indústrias de telecomunicações e informação.

Figura 2:um PCB empoeirado

A poeira pode causar vários problemas a uma placa de circuito. Devido à sua natureza hidrofílica pode formar um filme eletrolítico condutor que pode comprometer a resistência de isolamento da superfície entre os condutores.

Mesmo sem água, as partículas podem aumentar o atrito nas superfícies de contato, promovendo desgaste e corrosão. Além disso, como atuam como dielétricos, também podem induzir interferência de sinal nos conectores e linhas.

Se tudo isso não for suficiente para motivá-lo a finalmente inspecionar seus componentes eletrônicos, a poeira acumulada nos componentes ativos e nos conectores de alimentação pode causar danos irreversíveis quando os componentes superaquecem.

2.2 Resíduo de Fluxo

Embora poeira e umidade não signifiquem nada de bom para PCBs, resíduos de fluxo podem ter efeitos ainda piores em seu projeto. Materiais de fluxo sem limpeza foram introduzidos para eliminar a necessidade de limpar as placas de circuito antes de re-soldar.

No entanto, embora os benefícios das placas não limpas fossem evidentes, as montadoras rapidamente perceberam o problema dos resíduos.

O resíduo de fluxo que se desprende da placa durante a soldagem tende a se acumular gradualmente nos pinos dos componentes soldados, causando problemas de condutividade, especialmente em circuitos com velocidades de clock superiores a um gigahertz.

Em frequências tão altas, os elétrons são conduzidos principalmente na superfície externa do condutor, o que significa que o resíduo de fluxo nos terminais pode mostrar corrente, causando interferência no sinal.

Figura 3:resíduo de fluxo no PCB

Assim como a poeira, o resíduo de fluxo também possui propriedades hidrofílicas. Portanto, quando você dispensa um material de preenchimento em um conjunto de flip-chip e o cura com calor, uma pequena bolsa ou vapor ou gás pode se formar e, eventualmente, separar o preenchimento da placa, criando um caminho para que os poluentes penetrem no conjunto.

Fatores que podem causar um PCB sujo

Até agora, você provavelmente tem uma idéia decente dos agentes que sujam os PCBs e pode, portanto, adivinhar como eles entram em um PCB. Abaixo estão três causas comuns de PCB sujo.

3.1 Resíduos durante a produção

Historicamente, fundentes à base de resina ativada foram usados ​​na fabricação de PCBs. No entanto, como esses fluxos são compostos por compostos de cloro ou bromo, qualquer resíduo deixado após a soldagem causaria corrosão durante a operação do produto.

Consequentemente, vários métodos de limpeza foram desenvolvidos para se livrar dos haletos. Um produto bem limpo teria apenas quantidades mínimas de compostos haletos na superfície.

Hoje, a maioria dos fabricantes de PCB use fluxos sem limpeza. Teoricamente, esses fluxos, geralmente compostos de ácidos orgânicos como adípico e cítrico, se decompõem prontamente quando são aquecidos durante a soldagem, ligando-se à solda e não deixando resíduos corrosivos.

Na prática, no entanto, não é incomum que a solda derretida seja aplicada para isolar parte do fluxo por baixo, negando o calor necessário para a decomposição. Após a produção, a mudança não decomposta é deixada na placa ao redor dos pontos soldados como resíduo.

Os resíduos de fluxo precisam ser limpos para garantir a operação adequada do circuito a longo prazo. Ao contrário das placas de resina ativada, os PCBs sem limpeza exigem um saponificador para uma limpeza eficaz, em vez de apenas água.

3.2 Influência do ambiente de trabalho

A contaminação por resíduos de fluxo normalmente resulta de negligência ou limpeza inadequada após a montagem. No entanto, mesmo se você remover o resíduo de seu circuito recém-fabricado, ainda precisará considerar os poluentes ambientais.

Por exemplo, se você estiver soldando em um local empoeirado e sujo ou ao ar livre, há uma boa chance de que algumas partículas de poeira ou sujeira possam ficar presas na solda e causar problemas no caminho. PCBs em aparelhos eletrônicos que são usados ​​em condições severamente úmidas ou empoeiradas também tendem a se deteriorar muito mais rapidamente do que aqueles em ambientes menos extremos.

Mesmo se você estiver confiante na classificação de IP do gabinete do seu dispositivo, é aconselhável verificar as placas de circuito de vez em quando para evitar acúmulo de poeira, sujeira ou umidade.

3.3 Uso/Operação Indevidos

PCBs são componentes delicados que cuidam quando em uso. Portanto, embora você não possa controlar totalmente o ambiente ao redor do seu dispositivo, ignorar as precauções básicas de fabricação e uso também pode colocar seu PCB em risco de contaminação.

Por exemplo, uma placa com componentes ativos precisa ser colocada em uma embalagem ventilada para promover a dissipação de calor. No entanto, é uma boa prática ter aletas revestindo essas vias aéreas para impedir que o pó tenha uma rota expressa para o seu circuito.

Um PCB alojado em um gabinete ventilado abertamente acumula poeira e umidade muito mais rápido do que um pacote do tipo aletas.

Figura 4:Um gabinete de PCB adequadamente ventilado

O mau funcionamento e os componentes queimados resultantes do uso inadequado de um dispositivo também podem causar contaminação da placa de circuito impresso. O vazamento de eletrólito de um capacitor, por exemplo, pode corroer a placa ou, pior ainda, os condutores de curto-circuito.

Como limpar um PCB sujo

Os métodos de limpeza do PCB variam dependendo do tipo de placa e do contaminante, e da experiência e das ferramentas que você possui para o trabalho.

Limpar uma placa de circuito não é um passeio no parque. O menor erro pode danificar irreversivelmente seu PCB ou os componentes nele. Portanto, antes de sujar as mãos, é essencial se perguntar se vale a pena correr o risco, especialmente se a placa estiver funcionando e parecer apenas bagunçada.

Se você respondeu “sim” ousadamente à pergunta acima, ou se sua placa não está funcionando e você pretende limpá-la antes de tentar reparos, continue lendo para descobrir como lidar com casos de contaminação de PCB, como poeira acumulada, sujeira, sujeira e resíduos de fluxo, bem como corrosão eletrolítica severa.

4.1.Limpar poeira e sujeira

Acredite ou não, a melhor ferramenta para remover detritos leves e secos, como poeira ou sujeira de um PCB, é uma escova de dentes velha e seca. É pequeno e leve o suficiente para um manuseio confortável, e suas cerdas finas podem remover até as menores partículas.

Você também pode usar uma fonte de ar comprimido suave para limpar a placa, mas não fique tentado a usar um aspirador de pó. A eletricidade estática gerada na cabeça da mangueira pode danificar alguns dos componentes do seu PCB.

4.2.PCB sujo —Remoção de sujeira

A sujeira se forma quando a poeira se acumula em um PCB prendendo qualquer coisa, desde água e óleo até refrigerante e cera e, eventualmente, grudando na placa. A remoção de sujeira, portanto, requer mais do que uma escova de dentes e ar comprimido para limpar.

Comece removendo os componentes soquetes da placa e deixando-os de lado para limpeza separada. Removê-los não apenas evita danos, mas também expõe seus soquetes e permite que você faça um trabalho muito mais completo.

Claro, você precisa observar exatamente onde os componentes vão antes de removê-los para que você possa soldá-los facilmente quando terminar de limpar a placa.

Detergentes domésticos sem fosfato são removedores de sujeira eficazes. Enxágue a placa e seque-a com um pano limpo e sem fibras. Deixe descansar por cerca de dez segundos para soltar a sujeira e, em seguida, esfregue-a com sua escova de dentes velha.

Figura 5:Um PCB embebido em detergente

A PCB deve secar completamente antes de substituir os componentes. Pré-aqueça o forno a cerca de 80 graus Celsius e, quando estiver na temperatura, desligue-o e coloque a placa dentro.

Você poderia deixá-lo secar por duas horas e garantir que qualquer outra pessoa com acesso à sua cozinha esteja ciente de não tocar no forno?

Após o ciclo de secagem, recupere sua placa e inspecione-a quanto a danos. Se sua condição for satisfatória, recoloque os componentes.

4.3.Resíduo de fluxo de limpeza

Como mencionado anteriormente, os resíduos de fluxo só podem ser removidos usando um saponificador. O saponificador de limpeza para os entusiastas de bricolage é o álcool doméstico.

Molhe a escova de dentes com o álcool e comece a esfregar suavemente as áreas afetadas da prancha. O álcool anidro, comumente usado para limpeza de eletrônicos, funciona muito mais rápido do que o álcool doméstico e, portanto, é um melhor saponificador para contaminação grave de resíduos.

Se você tiver algum dinheiro de sobra, também poderá comprar agentes de limpeza comerciais específicos para remoção de fluxo. Um limpador de nível profissional como o Envi-Ro-Tech 1676 da Tech Sprays pode dar excelentes resultados, mas será muito mais caro obter do que o álcool.

4.4.PCB sujo —Limpeza de corrosão

Se o seu PCB estiver contaminado com ácido da bateria, água salgada (suor) ou corrosão do eletrólito do capacitor, você deve tentar neutralizar e limpar a substância o mais rápido possível.

Misture bicarbonato de sódio com água e aplique a pasta fina resultante na área danificada pelo ácido.

Os ácidos também podem viajar ao longo dos traços da placa para outras áreas que estão longe da bateria, então você pode querer realizar um “molho” neutralizante com a mistura de bicarbonato de sódio para garantir que neutralizou todo o ácido.

Depois de embeber a placa, enxágue-a bem e siga o procedimento de “remoção de sujeira” acima.

Figura 6:corrosão da bateria do PCB

Algumas baterias, principalmente as células NiCad, contêm bases em vez de ácidos, o que significa que uma solução de bicarbonato de sódio não funcionará como agente neutralizante. Em vez disso, experimente um ácido suave e prontamente disponível, como o vinagre branco.

O procedimento de remoção de sujeira geralmente é tudo o que é necessário para lidar com a corrosão da água salgada.

No entanto, suponha que a exposição à água salgada tenha formado óxidos nas superfícies metálicas da placa, que parecem não ceder à lavagem suave. Nesse caso, você pode ter que recorrer a técnicas especiais, como jateamento de mídia (jateamento de vidro ou plástico) e queda de mídia (usando desoxidantes à base de latão).

Melhoria do ambiente da diretoria

O ambiente ideal para uma placa de circuito impresso é livre de poeira, sujeira, umidade, ácidos, resíduos de fluxo e outros poluentes. No entanto, é praticamente impossível manter sua placa completamente livre do meio ambiente. Eventualmente, cada PCB fica sujo o suficiente para exigir limpeza.

Felizmente, você pode tomar várias medidas para manter uma placa de circuito limpa por muito tempo. PCBs comprados de fabricantes competentes como WellPCB normalmente vêm em uma embalagem a vácuo com gel de sílica e plástico bolha para reduzir a exposição ao ar e à umidade.

Portanto, se você comprar uma placa, não a remova da embalagem até que seu design esteja pronto e você esteja pronto para fabricar.

Uma placa que ficou abertamente na sua prateleira por um tempo pode acumular umidade e poeira suficientes para prejudicar o processo de soldagem e a funcionalidade geral do seu circuito.

Figura 7:PCBs embalados a vácuo

O ambiente em que você usa seu PCB também deve ter níveis menores de contaminantes. Mantenha seu espaço de fabricação limpo e, se possível, use luvas de solda ao fabricar para evitar que suor e impressões digitais entrem na placa.

Além disso, certifique-se de que o espaço ao redor do dispositivo finalizado esteja fresco e seco e tome cuidado com insetos e aranhas rastejantes.

Como proteger PCB contra corrosão e poluição

Se houver pouco que você possa fazer para melhorar o ambiente ao redor do seu PCB, concentre-se mais na proteção da própria placa. A solução mais natural e comum para manter os PCBs seguros é colocá-los em compartimentos.

Os invólucros adequados protegem as placas de circuito contra contaminação externa direta.

Para ainda mais proteção, você pode considerar a aplicação do revestimento isolante. Este revestimento evita que vários agentes prejudiciais, incluindo poeira, umidade, sal, fungos e ácidos, invadam a placa. Bons produtos conformados também são respiráveis, permitindo que a água retida por baixo escape. A única desvantagem é que retrabalhar o PCB exigirá que você remova e depois reaplique o revestimento.

Figura 8:Aplicação de Revestimento Conformal

Se o seu gadget for destinado a ambientes onde a umidade pode ser um problema, você pode complementar o revestimento isolante com um ventilador para sugar o ar da caixa e reduzir a umidade.

Um pacote de gel de sílica, embora não seja a solução mais elegante, também pode ajudar a minimizar o teor de umidade do gabinete.

Por fim, reserve um tempo para limpar sua placa após a soldagem para remover resíduos de fluxo e bolas de solda, e não se esqueça de ficar de olho nela regularmente para ficar à frente de qualquer corrosão progressiva.

PCB sujo – Como o WellPCB pode ajudar?

A limpeza do PCB, especialmente em larga escala, exige mais do que apenas álcool e uma escova de dentes. Se você tem um punhado de placas que precisam de limpeza ou proteção, pode confiar no WellPCB para tirar o peso de seus ombros.

7.1. Como WellPCB faz a limpeza de PCB

O primeiro passo no processo de limpeza da empresa é investigar a placa e identificar os agentes responsáveis ​​pelos danos, por meio de análise visual cuidadosa, microscópios eletrônicos e varredura de raios-X. Esta verificação inicial permite a necessidade de saber como encomendar placas de circuito PCB personalizadas online. PARA a placa PCB que você precisa, você pode entrar em contato com os técnicos do WellPCB para elaborar a estratégia de limpeza mais apropriada para o PCB.

Uma vez que a abordagem correta é determinada, a placa suja é submetida ao processo de limpeza, usando os mais excelentes detergentes da indústria, destilados de petróleo, solventes modificados, agitadores mecânicos e jateadores de mídia.

Tecnologia e experiência de fabricação de PCB, ajudando muitos clientes a resolver problemas. WellPCB cuida especialmente de circuitos miniaturizados, cujo tamanho pequeno significa que os agentes de limpeza devem ter baixa tensão superficial para fluir sob cavidades e componentes. Se você estiver interessado, você pode visitar nossa página inicial.

Os PCBs limpos são então enxaguados com aditivos que absorvem rapidamente os solventes de limpeza e são secos sob temperaturas controladas. Claro, WellPCB será rápido para resolver quaisquer outros problemas que seu PCB terá, além da contaminação, para recuperá-lo em perfeitas condições.

7.2.Como o WellPCB protege o PCB

Serviços de PCB? Nesse caso, não procure mais, pois o WellPCB leva a proteção do PCB muito a sério. Você pode, portanto, esperar que as placas que você compra sejam fabricadas usando um fluxo de baixo resíduo de alta qualidade. A empresa também oferece soluções de revestimento isolante de alto nível para manter a poeira e a umidade afastadas e evitar a oxidação.

Além disso, como suas placas de circuito são feitas com o mais alto grau de cuidado, você não precisará se preocupar com pequenos erros desagradáveis, como gravuras colocadas irregularmente, traços de tamanho incorreto ou juntas fracas.

PCB sujo–Conclusão

Uma prancha limpa é uma prancha confiável e duradoura. Se você pretende usar seu PCB por mais de alguns anos, limpe-o de vez em quando e mantenha-o bem protegido de contaminantes. Sua escova de dentes velha e um pouco de álcool doméstico podem ajudar muito, mas se você precisar de ajuda, serviços de PCB? Nesse caso, não procure mais, a WellPCB ficará mais do que feliz em oferecer a melhor solução.