何が基板に付いているのか
重要な汚染は4種類あり、発生源もそれぞれ違います。
- フラックス残渣。ペースト、フロー、選択はんだ付けから生じます。意図的に残す設計（ノークリーニングの化学）と、工程に依存する部分があります。
- イオン性汚染。塩類と活性剤で、フラックス残渣や取り扱いによる汚染を含みます。電気を通し、腐食させるのはこれです。
- 粒子。はんだボール、粉塵、パネル分割時の切削屑です。化学的ではなく機械的で、ショートとマスク欠陥を起こします。
- 工程由来の化学物質。製造時のめっき・マスク残渣、洗浄水、フレックスでのカバーレイや補強板の接着剤です。
狙いを外した洗浄は、汚染を別の場所へ動かすだけです。
三つの方式
ノークリーニング。残渣が無害になるようペーストとプロファイルを選び、洗浄工程を置きません。最も速く安い方式で、乾燥環境のデジタル基板の大半には十分です。ただし塗布の下や高インピーダンスのアナログ回路には不十分です。
水洗。水溶性ペーストと多段の洗浄機を使い、洗浄、すすぎ、純水すすぎ、乾燥と進めます。イオン性残渣と、部品の下にフラックスが閉じ込められるファインピッチ実装に有効です。水に耐える部品が前提で、すべてのリレー、ブザー、センサー、ラベルが該当するわけではありません。乾燥は習慣の時間ではなく、検証して確認します。
溶剤または準水系。水を使えない実装、あるいは特定の残渣向けです。換気、廃液処理、材料の適合性が判断材料に加わります。4つの汚染源のうち2つ——めっきとマスクの残渣——は実装ラインではなくプリント基板製造で始まるため、清浄度の限度は両側で合意する価値があります。
洗浄が壊すもの
洗浄は見た目より攻撃的です。よくある故障モードは3つあります。
- 閉じ込められた水分。BGA の下やコネクタ内部に残った水は静かに腐食し、後から故障します。乾燥は工程の一部であり、後処理ではありません。
- 部品の損傷。超音波洗浄は死角に効きますが、キャビテーションがワイヤボンドを損傷し、部品の端部電極を剥がすことがあります。使う場合は周波数と出力を部品に合わせ、繊細な実装は槽に入れません。
- マーキングとラベル。強い溶剤はレジェンドと粘着ラベルを除去します。これは電気的な不良ではなく、記録上の不良です。
清浄であることを証明する
清浄度は印象ではなく測定値です。イオン性汚染試験は、すすぎ液の導電率を単位面積あたりの食塩相当量に換算し、結果はロット記録に残します。敏感な設計では表面絶縁抵抗試験を続け、拡大観察でイオン試験では見えない粒子を確認します。
試験方法はイオン性汚染試験に、実装後に塗布する場合の判断はコーティングとポッティングの比較にまとめてあります。
