通过清洁获得更多

电子行业的持续增长，主要是由于质量和可靠性问题，由于电子产品迅速扩展到汽车和医疗等领域，正在创造一种清洁的新思维。从历史上看，清洁被认为是一种非增值，现在制造商越来越依赖于清洁来减轻潜在的电路板缺陷。

在本月出版的SMT007杂志上，我们邀请了故障分析专家Eric Camden和Paco Solis，这两位都是Foresite公司的首席调查人员，以及行业资深人士、BlueRing Stencils模具技术经理Greg Smith，分享他们在PCBA清洁挑战和可能的解决方案方面的经验。

史蒂芬拉斯马里亚斯：在清洁方面，最关键的挑战是什么？

埃里克·卡姆登：目前清洗的关键点通常是底部端接部件，但重点放在QFN上，因为它们的防区外高度很低，无论是水溶性的还是没有干净的焊剂都很难处理。如果你试图从一个qfn的下面清除一个不干净的通量，你将会挣扎，这是毫无疑问的。我说的是你能找到的最好的清洁设备。您仍然需要有一个良好的眼睛，并能够调整您的清洁过程，以解决质量问题。如果你能做到这一点，一般来说，你可以说其他的组件会非常干净，因为你可以有效地清洁板上最硬的部分。因此，从故障分析的角度，从过程可靠性的角度，从我们在分析世界中所做的工作来看，我们在清洗过程中看到了很多关于QFN的问题。

当你从半密耳或1密耳的防区外高度出发时，很难超过通量激励器。所以，实际上，在优化洗涤过程时，QFN可能是我们看到的最关键的部分。

帕科·索利斯：当涉及到它的清洁部分，流体动力学，清洁过程本身的流动动力学，它有一个本身没有很多高纵横比架构的QFN是一回事。但是现在，每个PCBA都将是一个不同的、独特的体系结构，它可能有特定的需求来阻碍流动力学。所以，你不能用同样的方式把每一块木板都插进去。有时，你必须改变你的方向，你的流动喷嘴，或方向，以增加流动动力学和接触时间。这本身就是一个具有挑战性的部分。但是它周围或附近的附属架构也会让你的问题变得更加困难，仅仅是在那里得到化学或水。

拉斯马里亚斯：当涉及到不清洁问题时，是否仍然存在误解？

索利斯：这取决于电路的灵敏度和结构。然后，为了保护磁通供应商，他们不知道设计布局工程师和电气工程师将如何以及在他们的产品上投入什么，所以有时候预测敏感架构所必需的东西确实有点困难。

拉斯马里亚斯：我们在与行业专家交谈时经常听到的一个问题是设计师和装配工之间需要沟通。清洁过程是他们在讨论设计和组装时应该讨论的另一个问题吗？

卡姆登：有一个关于清洁度的术语设计，因为这些问题，已经存在了几年了。在设计过程中，有些想法适合清洁的最后一步，但我认为在设计时，它被视为低值输入，因为设计人员并不总是清洁的。清洁性设计是一个存在的东西，它应该绝对考虑当你计划清洁它，因为你所做的前期工作对清洁过程有负面影响。

安迪·肖内西：设计师应该做些什么来让清洁过程更顺利？

索利斯：有些体系结构层甚至可以追溯到你的轨迹上。我们看到了一些布局人员将其图例放在QFN下面的错误。它们正在做越来越多的互连；现在您有了将开始阻碍的体系结构，或者存在包直接接触的体系结构。我有一些横截面区域显示这些qfn保持在距焊罩区域6微米的位置。基本上，该部分的核心是由这些架构隔离的，因此布局工程师需要了解清洁度和敏感电子设备的挑战是什么。

这是他们通常不参与的事情。仅仅是那些架构，以及必须布置这些信号和I/O，就可能使清理变得更加困难。

肖内西：所以，他们需要从一开始就进行沟通。因为我不认为他们把这个想法放在清洁过程中；我没有听到很多设计师谈论这个。

卡姆登：你会看到一组四个或五个超级电容器就在四个或五个QFN旁边。如果水流无法在那些已经很难清洗的qfn下重复流动，就会造成水流中断。所以，这些类型的东西只是没有想到。这是需要继续进行的电路，但是当你看到放置的地方时，如果你要清理你的电路板，那是需要考虑的事情。

索利斯：布局非常重要。下面是一个例子。有非常接近镀通孔的QFN。现在，在我们的分析中，我们能够检测出在QFN下流过通孔的通孔流量。由于有机酸在表面安装和通孔通量上有很大的不同，我们能够检测和验证它们是否受到了从通孔过程到表面安装QFN的交叉污染。

肖内西：那很有趣。我相信人们会很惊讶地看到这一点，因为我真的认为他们并没有花很多精力来设计清洁。

巴里·马蒂斯：你们专注于可靠性、培训、过程审计。当你进入这些设施时，在你的审计中会遇到什么典型的问题？

索利斯：有一件有趣的事情突然冒出来，比如说，我已经走了几次路线：刷洗锡球的概念是一个积极的，增值的步骤。我见过操作人员在最后的架构中对流量进行擦干。他们拿着大的油漆刷，蘸着一碗酒。问题是焊剂已经是良性的，只是因为它看起来有一点残留物，他们开始擦洗它，他们不知道它们正在分解和溶解焊剂。

我们称之为污染迁移。他们让情况变得更糟，但人们认为酒精能清洁东西，酒精能溶解东西。但他们只是重新定位好的通量，现在他们基本上把它推到最近的表面贴装结构，所以现在你有附带的污染。

卡姆登：你工作的地方是干净的，然后周围半平方英寸的地方非常脏。

索利斯：现在，你有一个超级集中的助焊剂和树脂，从几周几周，或几天几天，来回浸泡，现在他们正在把它铺在干净的木板上。

马蒂：为什么这是一个普遍存在的问题？

索利斯：我想很多人都不能接受“不干净”的想法，他们只是接受“不干净”是一个笼统的术语。在许多工厂里，很多工程师真的不知道什么是“不清洁”以及它的行为。通常情况下，他们甚至不回去问他们的流量供应商如何能了解更多关于这方面的信息。

卡姆登：问题是这不是一个可重复的过程。如果你有一百块电路板，它们都以同样的方式失败了一百次，那是一件容易诊断的事情。当您查看返工或维修时，它们不是标准装配操作的一部分，并且通常不会以相同的方式记录下来。这真的是因为返工并不总是一个可重复的过程，而且因为你没有在100%的电路板上进行修补。操作员A可能每次都做得很好；操作员B可能每次都做得不好；因此，在修补的数百块电路板中，即使在这些电路板中，只有很小比例的故障会将其作为根本原因，因为环境仍然起作用；操作员A与操作员B的效率如何，清洗时间有多长刷子就是这样的东西。有很多小东西可以用来避免清洁时的故障。

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