ניקוי כרטיסים PCBA

למה חשוב לנקות כרטיסי PCBA? איך חלקיק קטן עלול לגרום לנזק גדול?

כרטיסים אלקטרוניים מודפסים (PCBA – Printed Circuit Board Assembly) הם הלב הפועם של כל מכשיר אלקטרוני, החל מסמארטפונים ועד מערכות תעשייתיות מתוחכמות. תהליך הייצור שלהם כולל רכיבים זעירים, הלחמות עדינות ושכבות של מוליכים, כך שכל לכלוך, שארית הלחמה או אבק עלולים להשפיע על פעולתם התקינה. זו הסיבה לכך שניקוי כרטיסי PCBA הוא שלב קריטי בשמירה על איכות המוצר ובהגדלת אמינותו ועמידותו לאורך זמן. אפילו כאשר הכרטיס נראה נקי למראית עין, מזהמים מיקרוסקופיים עלולים להשפיע על פעילותו לאורך זמן. ניקוי נכון תורם לשיפור אמינות המערכת על ידי הסרת שאריות משחת הלחמה (Solder Paste) ושאר מזהמים שעלולים להוביל להולכה חשמלית בלתי רצויה ולגרום לקצרים ולכשלי מעגלים.

מעבר לכך, ניקוי נכון מפחית את הסיכון לקורוזיה שעשויה לפגוע ברכיבים. שאריות חומרים כימיים, במיוחד אלה המכילים רכיבים חומציים, עלולים לפגוע במוליכים ולהחליש קשרים חשמליים, כך שחשוב להסיר אותם באופן מלא. בנוסף, לאחר שבוצעו בכרטיס הלחמות באמצעות מכונות ל-SMT, חשוב לבצע ניקוי יסודי במטרה למנוע היווצרות סדקים ולהבטיח חיבורים חזקים ועמידים לאורך זמן. בין אם נעשה שימוש בניקוי ידני או במערכות ניקוי אוטומטיות, בחירת השיטה הנכונה תלויה בהיקף הייצור, בסוג המזהמים ודרישות האיכות של המוצר הסופי.

שיטות מתקדמות לניקוי מעגלים – בחירת הדרך היעילה ביותר

ניקוי ידני של כרטיסים נעשה באמצעות אלכוהול איזופרופילי, ממסים ייעודיים, מברשות רכות או מגבונים נטולי סיבים. שיטה זו מתאימה בעיקר לניקוי נקודתי של לכלוך או שאריות הלחמה, אך אינה יעילה כשמדובר בניקוי יסודי בקנה מידה תעשייתי, בפרט כשמדובר בכרטיסים מורכבים יותר ובעלי מבנה צפוף. עבור ייצור תעשייתי בהיקפים גדולים, ניקוי ממוכן הוא השיטה האופטימלית. מערכות In-Line Cleaning הן דוגמה לפתרונות מכשור לתעשייה שתוכננו במיוחד לניקוי כרטיסי PCBA באופן אוטומטי, תוך הקפדה על הסרת מזהמים ושאריות כימיות מכל חלקי המעגל, כולל אזורים שאינם נגישים בניקוי ידני.

תהליך הניקוי במערכות אלו מבוסס על שטיפה מבוקרת בממסים ייעודיים או מים דה-יוניים, בהתאם לחומרי הייצור של הכרטיס ולסוגי המזהמים שיש להסיר. שימוש במערכות ניקוי ממוכנות מספק ניקוי יסודי ומדויק, מאחר והן מסוגלות להגיע לכל נקודה בכרטיס, כולל תחת רכיבים ובין מוליכים. יתרון נוסף הוא היכולת לטפל בכמויות גדולות של מעגלים, מה שהופך אותן לפתרון אידיאלי עבור ייצור תעשייתי וסדרתי ללא צורך בהתערבות ידנית. המערכות גם שומרות על סטנדרט אחיד, מאחר והתהליך מתבצע בצורה מבוקרת וללא תלות במשתנים אנושיים, כך שהתוצאות אחידות בכל מחזור ייצור. מערכות רבות עומדות בתקני איכות מחמירים המבטיחים עמידה בדרישות התעשייה המחמירות ביותר. בזכות הדיוק, היעילות והיכולת להבטיח ניקיון אופטימלי – מבלי לסכן את שלמות הרכיבים הרגישים – מערכות In-Line Cleaning הן הבחירה המועדפת בייצור המוני.

כך מתבצע ניקוי PCBA ממוכן – שלב אחרי שלב

• התזת חומרי ניקוי: השלב הראשון כולל התזה של נוזלי ניקוי בלחץ גבוה על גבי הכרטיסים. זרמי הנוזל חודרים לכל הפינות ולחללים הקטנים בין הרכיבים האלקטרוניים ומפרקים שאריות של משחת הלחמה וחלקיקים מזהמים אחרים. בהתאם לצרכים ולסוג הלכלוך, ניתן להשתמש בממסים כימיים מיוחדים שמותאמים לשמירה על רכיבי הכרטיסים, בלי להשאיר משקעים.
• השריה וערבול: בשלב הבא, הכרטיסים נכנסים להשריה בנוזל הניקוי, מה שמאפשר למזהמים שונים להתרכך ולהתמוסס. בנוסף, מתבצעת פעולת ערבול מכני או הידראולי של הנוזל, כדי לסייע לפירוק והסרה של מזהמים קשים במיוחד. פעולה זו חיונית להסרת שאריות שאינן יורדות בהתזה בלבד, במיוחד מאזורים צפופים בהם הרכיבים צמודים זה לזה.
• שטיפה יסודית: לאחר פירוק הלכלוך, מגיע שלב השטיפה. כעת הכרטיסים נשטפים בזרמי מים דה-יוניים נקיים, לעיתים במספר מחזורים, במטרה להסיר כל שאריות של חומרים כימיים ולמנוע השארת חלקיקים מזהמים שעלולים להשפיע על הביצועים החשמליים של הכרטיס.
• ייבוש מבוקר: בשלב האחרון, הכרטיסים עוברים ייבוש קפדני על מנת למנוע השארת לחות שעלולה לגרום לקורוזיה או קצרים חשמליים. הייבוש מתבצע באמצעות אוויר חם או מערכת ואקום, המסירים את כל הנוזלים הנותרים, כולל אלה שעלולים להיתקע מתחת לרכיבים או בפתחים קטנים. תהליך זה מבטיח שיתקבלו כרטיסים יבשים לחלוטין ומוכנים לשימוש ולהרכבה נוספת, מבלי להסתכן בנזקי לחות עתידיים.

הסכנות הנפוצות שבניקוי PCBA לקוי – כיצד ניתן להימנע מהן?

תהליך ניקוי PCBA הוא שלב קריטי שמצריך איזון עדין בין הסרת מזהמים באופן יסודי לבין שמירה על תקינות הכרטיס והרכיבים הרגישים. הנה כמה מהכשלים שעלולים להתרחש במהלך הפרוצדורה והדרכים שבהן מערכות ניקוי תעשייתיות מתקדמות מסייעות להתמודד איתם:

שימוש בממס לא מתאים – סכנת פגיעה ברכיבים: שימוש בממסים שאינם מתאימים עלול לפגוע בציפויים, במבודדים או בהלחמות על גבי הכרטיס. ממסים מסוימים עלולים להיות אגרסיביים מדי ולגרום לשחיקה של שכבות המגן או להמסת דבקים המשמשים לקיבוע רכיבים. מערכות ניקוי מתקדמות מאפשרות בחירה מדויקת של חומרי ניקוי, בהתאם לסוגי הלכלוך ולרגישות החומרים שעל הכרטיסים. מכונות איכותיות כוללות בקרת מינון, המונעת שימוש בעודף כימיקלים שעלול להזיק לרכיבים.

שאריות מים לאחר ניקוי – סכנת קורוזיה וקצרים חשמליים: כאשר כרטיסים אלקטרוניים נשטפים במים ולא מתייבשים כראוי, עלולות להשאר מאחור טיפות לחות מיקרוסקופיות, שמסוגלות לגרום עם הזמן לקורוזיה של מוליכים ואף לקצרים חשמליים. מערכות ניקוי משוכללות משלבות שלבי ייבוש מבוקרים, כך שכל שאריות הלחות מוסרות לחלוטין. בכך נמנע הסיכון לנזקי רטיבות שמופיעים בניקוי ידני או חלקי.

פגיעה מכאנית ברכיבים רגישים – סכנת ניתוק רכיבים ושחיקת מעגלים: שיטות ניקוי בלתי מבוקרות, כמו לחץ אוויר גבוה מדי, עלולות לגרום לניתוק רכיבים זעירים, לשבירת הלחמות ולשחיקה של המוליכים על הכרטיס. מערכות ניקוי איכותיות מאפשרות שליטה עדינה בעוצמת ההתזה ובלחצים, כך שניתן לבצע ניקוי עמוק ויסודי מבלי לסכן את שלמות הרכיבים. מערכות מתקדמות גם מאפשרות כיול מותאם אישית לכל סוג כרטיס, מה שמונע חשיפה לתנאים קיצוניים שעלולים לפגוע בו.

הכירו את: SMS-5600 מכונת הניקוי שמשנה את חוקי המשחק

זוהי דוגמה למערכת ניקוי מתקדמת, שמשלבת טכנולוגיות ניקוי מתוחכמות לשיפור היעילות ולשמירה על איכות הרכיבים. אחד המאפיינים הבולטים של המכונה לניקוי כרטיסים PCB/PCBA 5600 הוא תהליך הניקוי המקיף שלה, שמאפשר להסיר מגוון רחב של מזהמים, כולל שטף הלחמה, משחות הלחמה ושאריות חומרים אורגניים ואנאורגניים. המכונה מיועדת לאצוות ניקוי קטנות ולכרטיסים מרובי זנים, מה שהופך אותה לגמישה ויעילה עבור מפעלים המייצרים סדרות קטנות אך עם דרישות איכות גבוהות. בנוסף, הסל הדו-שכבתי שלה מאפשר ניקוי בכמות גדולה יותר בכל מחזור, תוך ניצול מיטבי של שטח העבודה והפחתת זמני העיבוד.

מעבר ליכולות הניקוי, המערכת מציעה פתרונות לייעול העבודה ולשיפור נוחות התפעול. הממשק הידידותי מאפשר שליטה פשוטה בפרמטרי הניקוי, לצד שמירה על תוכניות מותאמות אישית, מה שחוסך זמן ומשפר את עקביות התהליך. המכונה כוללת מערכת בקרת טמפרטורה חכמה, שמחממת את הנוזל בהתאם למאפייניו הכימיים, על מנת לייעל את ההסרה של המזהמים ולקצר את משך הניקוי. מערכת סינון מובנית ממחזרת את חומרי הניקוי ומפחיתה את צריכת התמיסה, בעוד שיטת ניפוח אוויר דחוס חוסכת בכמויות החומר. ניטור התנגדות בזמן אמת מבטיח שהניקיון עומד בתקנים המחמירים ביותר, וכל זאת בתוך מבנה נירוסטה עמיד בפני קורוזיה, שמספק עמידות לאורך זמן.