Czym jest topnik, dlaczego i jak czyścić topnik z PCB

W produkcji elektroniki (EMS), produkcji i naprawie PCBA termin topnik nie jest obcy. Jest to istotna część procesu lutowania, zapewniająca tworzenie niezawodnych i wysokiej jakości urządzeń elektronicznych. Ten artykuł zagłębia się w zawiłości topnika, jego rodzaje i znaczenie jego usuwania z PCB. Ponadto zawiera kompleksowy przewodnik po tym, jak skutecznie czyścić topnik z PCB.

Czym jest Flux

Topnik to środek chemiczny powszechnie rozpoznawany w przemyśle elektrycznym, szczególnie w montażu i lutowaniu PCB. Ma kluczowe znaczenie w tworzeniu solidnych połączeń elektrycznych poprzez procesy lutowania.

Podstawową funkcją topnika jest przygotowanie powierzchni do lutowania poprzez wyeliminowanie wszystkich zanieczyszczeń. Metale wystawione na działanie powietrza naturalnie tworzą warstwę tlenków, która może utrudniać tworzenie idealnych połączeń lutowniczych. Topnik zwalcza ten problem, korodując warstwę tlenków, odsłaniając metal dla lepszego zwilżania. Pozwala to stopionemu metalowi płynąć i osadzać się równomiernie na powierzchni, zapewniając w ten sposób trwałe połączenie.

Oprócz właściwości czyszczących, topnik służy również jako warstwa ochronna dla powierzchni metalowych przed odtlenianiem, zjawiskiem, które występuje podczas lutowania. Ta ochronna rola wzmacnia proces lutowania, zmieniając napięcie powierzchniowe gorącego lutu.

Topnik pochodzi z surowców i reaktora, tworząc środek, który ułatwia zwilżanie lutu poprzez usuwanie zanieczyszczeń z metalu. Zawiera chemikalia i dodatki, które hamują korozję, ale wspomagają proces lutowania. W zależności od zastosowania, topnik może mieć postać pasty, ciała stałego lub cieczy.

Jednak aplikacja topnika, czy to w postaci pasty, czy samego w sobie, pozostawia pozostałości na płytkach. Pozostałości te mogą stopniowo degradować komponenty, prowadząc z czasem do uszkodzenia PCB. Mogą powodować trawienie lub inhibicję na płytkach drukowanych, zasłaniając inne komponenty elektryczne. Dlatego ważne jest, aby oczyścić te pozostałości, aby zapobiec inhibicji i wytrawianiu przewodów na PCB, a także uniknąć zasłaniania innych komponentów elektrycznych.

Rodzaje topnika

Topnik jest kluczowym składnikiem w procesie lutowania i występuje w różnych typach, z których każdy ma swoje unikalne właściwości i zastosowania. Oto główne rodzaje topnika, które napotkasz w montażu PCB.

Topnik kalafoniowy

Ten rodzaj topnika pochodzi z naturalnej żywicy ekstrahowanej z drzew sosnowych. Jest on dalej podzielony na trzy podkategorie.

Topnik Rosin ®

Jest on używany na czystych powierzchniach i nie pozostawia żadnych pozostałości po lutowaniu.

Topnik kalafoniowy słabo aktywowany (RMA)

Ten topnik zawiera aktywatory, które czyszczą pola lutownicze i zakończenia komponentów, umożliwiając stopionemu lutowi zwilżanie otaczających obszarów.

Topnik kalafoniowy aktywowany (RA)

Jest to najbardziej aktywny z topników kalafoniowych i pozostawia znaczną ilość pozostałości po procesie lutowania.

Topnik typu No-Clean

Jak sama nazwa wskazuje, ten rodzaj topnika nie wymaga czyszczenia po procesie lutowania. Został zaprojektowany tak, aby pozostawiał minimalne, nieszkodliwe pozostałości, które nie wpłyną na funkcjonalność ani trwałość PCB.

Topnik rozpuszczalny w wodzie (topnik z kwasem organicznym)

Ten topnik zawiera żywicę zmieszaną z materiałami organicznymi. Ma dobrą aktywność topnika i zapewnia doskonałe wyniki lutowania. Może czyścić tlenki i zanieczyszczenia, przygotowując w ten sposób powierzchnię lutowniczą. Może jednak powodować zanieczyszczenie płytki PCB, jeśli nie zostanie odpowiednio oczyszczony.

Każdy rodzaj topnika ma swoje zalety i specyficzne zastosowania, więc wybór zależy od wymagań procesu lutowania. Wszystkie rodzaje topnika pozostawiają pewną formę pozostałości, które, jeśli nie zostaną odpowiednio oczyszczone, mogą prowadzić do potencjalnych problemów, takich jak korozja lub zwarcia elektryczne. Dlatego właściwe usuwanie topnika jest krytycznym krokiem w produkcji i konserwacji PCB.

Dlaczego usuwać topnik z PCB

Topnik jest integralną częścią procesu lutowania, pomagając w usuwaniu warstw tlenków i poprawiając zwilżanie lutu. Jednak pozostałości pozostawione przez topnik mogą prowadzić do kilku problemów, które mogą pogorszyć wydajność i trwałość PCB.

Oto kilka powodów, dla których tak ważne jest usuwanie topnika z PCB.

Poprawa niezawodności PCB

Na niezawodność PCB znacząco wpływa jej czystość. Pozostałości topnika mogą prowadzić do problemów, takich jak wzrost dendrytów, zwarcia, migracja elektrochemiczna i upływ pasożytniczy. Problemy te mogą zagrozić funkcjonalności i wydajności płytki, prowadząc do potencjalnych awarii. Dlatego czyszczenie pozostałości topnika z płytki obwodu drukowanego jest krytycznym krokiem w utrzymaniu jej niezawodności.

Zapobieganie korozji

Pozostałości topnika są kwaśne i mogą przyciągać wilgoć z otaczającego powietrza. Może to prowadzić do powstania kwaśnego roztworu, który z czasem może korodować komponenty PCB. Korozja może uszkodzić wrażliwe komponenty i doprowadzić do awarii PCB. Dlatego usuwanie topnika jest niezawodnym sposobem zapobiegania korozji.

Poprawa estetycznego wyglądu

Wygląd wizualny PCB jest odzwierciedleniem jakości pracy wykonanej przez producenta. Pozostałości topnika mogą pozostawiać na PCB tłusto wyglądające pozostałości, co może budzić pytania o jakość pracy. Czyszczenie pozostałości topnika może poprawić wygląd PCB i poprawić postrzeganie jakości.

Unikanie problemów z przyczepnością powłoki ochronnej

Powłoka ochronna jest środkiem ochronnym stosowanym w celu zapobiegania korozji. Jeśli jednak pozostałości topnika pozostaną na PCB przed procesem powlekania, może to uniemożliwić prawidłowe przyleganie powłoki. Może to prowadzić do podnoszenia się i łuszczenia powłoki, umożliwiając wilgoci z powietrza mieszanie się z pozostałościami i tworzenie korozyjnego kwasu.

Zapobieganie wzrostowi dendrytów

Pozostałości topnika zawierają jony, które w kontakcie z powietrzem mogą tworzyć łańcuch, zwany dendrytem. Dendryty przewodzą prąd i mogą powodować upływ prądu lub zwarcie. Chociaż topnik typu no-clean zawiera minimalne ilości materiałów jonowych, które są zużywane po aktywacji zmiany, nadal ważne jest czyszczenie płytki drukowanej, jeśli topnik nie jest aktywowany.

Równie ważne jest, aby po lutowaniu usunąć wszelkie ślady topnika z płytki drukowanej. Pomaga to utrzymać niezawodność i wydajność płytki drukowanej, zapobiega korozji, poprawia jej wygląd estetyczny i pozwala uniknąć potencjalnych problemów z powłoką ochronną i wzrostem dendrytów.

Jak wyczyścić topnik z PCB

Czyszczenie topnika z płytki PCB jest kluczowym krokiem w procesie lutowania. Pozostałości po topniku mogą powodować korozję i tworzyć dendryty, cząsteczki jonowe połączone łańcuchowo między punktami styku, co może powodować upływ prądu, a nawet zwarcie płytki.

Dlatego ważne jest, aby skutecznie i wydajnie usuwać topnik. Oto kilka metod czyszczenia topnika z płytki drukowanej.

Użycie szczoteczki do zębów i alkoholu izopropylowego

Jedną z najprostszych metod czyszczenia topnika z płytki drukowanej jest użycie szczoteczki do zębów i alkoholu izopropylowego. Oto jak to zrobić:

• Zanurz czystą szczoteczkę do zębów w roztworze alkoholu izopropylowego lub acetonu.
• Kilka razy strzepnij szczoteczkę do zębów, aby usunąć nadmiar roztworu rozpuszczalnika.
• Delikatnie wyszoruj topnik na płytce drukowanej zwilżoną szczoteczką do zębów. Alkohol izopropylowy lub aceton rozpuści topnik. Uważaj, aby nie naciskać zbyt mocno, ponieważ może to spowodować uszkodzenie punktów lutowniczych.
• Powtarzaj ten krok w razie potrzeby, aż cały topnik zostanie usunięty.
• Po usunięciu całego topnika przetrzyj czyszczone miejsce suchą szmatką. Wyczyść szczoteczkę do zębów w wodzie destylowanej. Pozostaw płytkę drukowaną na trochę czasu do wyschnięcia, a następnie wydmuchaj pozostały pył topnikowy sprężonym powietrzem.

Użycie pędzla kwasoodpornego

Do czyszczenia topnika z płytki drukowanej można również użyć pędzla kwasoodpornego. Oto procedura:

• Przytnij pędzel kwasoodporny, aby ustawić włosie pod kątem, pozostawiając krótszą i dłuższą stronę. Krótsza strona powinna idealnie służyć do szorowania, a dłuższa do usuwania topnika z trudno dostępnych miejsc.
• Zwilż pędzel w roztworze rozpuszczalnika i delikatnie wyszoruj pozostałości topnika z płytki. Możesz również zwilżyć obszar topnika bezpośrednio.
• Wytrzyj czyszczone miejsce, aby osuszyć nadmiar rozpuszczalnika. Alkohol izopropylowy odparuje w ciągu kilku sekund, więc nie musisz się stresować nadmiernym suszeniem płytki.

Użycie Poly Clens

Poly Clens to produkt specjalnie zaprojektowany do czyszczenia topnika z płytek drukowanych. Oto jak go używać:

• Umieść wystarczającą ilość roztworu Poly Clens w pojemniku.
• Zanurz zmontowaną płytkę w roztworze, delikatnie mieszając przez około 30 sekund.
• Po usunięciu topnika przepłucz płytkę drukowaną wodą destylowaną.
• Osusz płytkę drukowaną za pomocą opalarki.

Ta metoda jest prosta, ponieważ nie musisz niczego szorować szczotką. Roztwór Poly Clens wykona całą pracę za Ciebie.

Czyszczenie ultradźwiękowe

Czyszczenie ultradźwiękowe to kolejna metoda, którą można wykorzystać do czyszczenia topnika z płytki drukowanej. Oscylacja fal ultradźwiękowych o wysokiej częstotliwości wytwarza efekt kawitacji. Fala uderzeniowa o dużej sile wytwarzana przez efekt kawitacji może oddzielić brud na punktach spawania i w drobnych pęknięciach oraz przyspieszyć proces rozpuszczania tego brudu przez płyn czyszczący.

Czyszczenie topnika z płytek drukowanych jest równie ważne, jak ukończenie samego lutowania. Chociaż można narzekać na to, jak nieprzyjemne jest czyszczenie, metody udostępnione w tym przewodniku są więcej niż wystarczające, aby nadać Twojej płytce drukowanej lśniące wykończenie.