塗覆電路板保護三防膠前，幾個步驟檢查PCB板清潔度

日常使用電子產品時，常會暴露在高濕度或潮濕環境中，塗覆電路板保護三防膠很重要。在電路板製程中，常會遇到塗布保護三防膠時，塗布效果不如預期，不仿，先檢查PCB板清潔度並了解電路板清潔以下幾個原因，可以快速清潔的是PCB板上的離子污染物，提升接著效果。

在表面貼裝PCB印刷電路板元件出現前，元件（例如電阻器、二極體和電容器）是直式的。PCB印刷電路板元件是使用「通孔」方法安裝的，具有較大的導體間距。隨著積體電路的出現，這些也都是通孔，引腳之間有良好的間距。如果印刷電路板元件（PCA）安裝在惡劣環境中或要求高可靠性，則應塗覆一層塗覆材料。儘管導體間距和通孔元件較大，但仍需在塗覆三防膠/三防漆之前清潔印製電路板（PCB），以確保長期可靠性。就軍事用途而言，長期可靠性至關重要（大約20年），至今軍用PCB仍採用這兩步驟清潔PCB印製電路板：先用溶劑清潔，然後用純淨去離子水(DI water)清潔。

隨著用於焊接的低固體助焊劑（或稱為“免清潔助焊劑”）的出現，許多情況發生了變化。製程中移除部分裝配線的機會，減少管理的過程，塗覆前免清潔的時代出現。

1980至1990年代間，汽車製造商透過製程驗證來驗證免清潔是有效性。這對當時的PCB板走線寬度/間距和封裝密度而言是可以接受的。

但仍然存在一個重要問題：免清潔是否符合於現代的細線技術和無鉛焊料應用？

圖3 現代表面貼裝印製電路板元件

清潔PCB印刷電路板，引入無鉛焊料後，常見的3個困難

1. 更高的製程溫度
2. 玻璃化焊劑殘留物
3. 未反應的焊劑殘留物隱藏在玻璃化焊劑下

表面貼裝元件、增加的封裝密度和細線技術，帶來了哪些問題呢?

我們先從元件形狀開始。直式元件較大且呈圓形，無銳邊。與通孔設計一樣，焊劑殘留物僅存留在PCB的下側。現在的表面貼裝元件都安裝在PCB的表面上。這些端部元件為金屬材質，可以通過焊接進行連接，焊劑殘留物可保留其中。日益小型化趨勢使元器件變得越來越小，越來越緊密（見圖4）。表面貼裝元件主要為正方形，邊緣尖銳，這也導致塗佈三防膠/三防漆更具挑戰性。

圖4 現代PCB大多為微小元件

縮短導體間距，避免清潔殘留物會增加鋰枝晶生長的風險，導致間歇性故障或完全失效。

鋰枝晶生長的三個條件：離子污染、電壓偏置和濕度。

圖5 為了防止枝晶生長，需要消除電化學失效原因                    圖6 導體間距愈小，枝晶生長的可能性愈大

為什麼需要清潔PCB電路印刷板?

日常生活使用到電子產品機會愈來愈多，使用電子產品時常會暴露在高濕度或潮濕環境中，因此塗覆電路板保護三防膠變得格外重要。此外，為了使設備運作，還需進行偏置，唯一可以快速清潔的是PCB板上的離子污染物。

我們常認為助焊劑殘留物是離子污染物的唯一來源。然而，組裝時，手指上殘留的鹽沉積， 也會污染在電路板和PCA元件上。前段的製程也可能在PCB板上留下污染，包括裸板製造。為了使三防膠/三防漆潤濕表面並適當接著，您最小的基材表面需要至少38 dynes/cm 。低於此標準可導致吸附力差、縮膠和毛細作用。

圖7 低表面能引起的縮膠                                 圖8 低表面能引起元件周圍發生毛細作用
 

PCB電路印刷板污染物從何而來？

以下是兩張圖：一張為從PCB製造商處收到的印製電路板裸板，另一張為用於最終組裝的電路板。

從上圖可以看出，有一些污染物會影響可靠性和塗層應用。有兩類污染物需要清除。

1. 疏水性：憎水、非極性的油和脂，這些污染物在塗敷保形塗層時會產生問題；
2. 親水性：親水、極性鹽類可導致鋰枝晶生長，從而導致PCA發生故障。

總結來說，半水（溶劑/水）基的系統是去除疏水和親水污染物的最佳方法。

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資料來源: https://mp.weixin.qq.com/s/pSUBVeG7I_Np-2T9IjbxXA