อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

ฟลักซ์และการทำความสะอาดต้องสัมพันธ์กับกระบวนการ

แยกฟลักซ์ชนิดต้องล้างกับชนิดทิ้งคราบได้ตามเงื่อนไข อธิบายผลของการล้างไม่หมดและการเคลือบทับ พร้อมสถานการณ์สมมติที่ต้องยืนยันความเข้ากันได้ก่อนใช้งาน

คำว่าฟลักซ์ชนิดไม่ต้องล้างไม่ได้หมายความว่าทิ้งคราบได้ในทุกวงจรและทุกกระบวนการ คุณสมบัติของคราบสัมพันธ์กับสูตรวัสดุ ปริมาณ และความร้อนที่ได้รับ ส่วนฟลักซ์ที่กำหนดให้ล้างก็ต้องใช้วิธีล้างและทำให้แห้งตามข้อกำหนด การตัดสินจากความใสหรือความเงาของบอร์ดเพียงอย่างเดียวจึงไม่พอ โดยเฉพาะบริเวณวงจรอิมพีแดนซ์สูงหรือก่อนเคลือบป้องกันสภาพแวดล้อม

ฟลักซ์ช่วยการบัดกรีและทิ้งสิ่งใดไว้หลังงาน

ฟลักซ์ช่วยจัดการผิวและออกไซด์เพื่อให้โลหะบัดกรีเปียกประสานได้ในกระบวนการที่เหมาะสม หลังให้ความร้อน ตัวทำละลายและสารระเหยเปลี่ยนไป แต่ยังมีคราบของส่วนประกอบบางชนิดเหลืออยู่ ปริมาณคราบและสภาพทางเคมีจึงขึ้นกับทั้งวัสดุและประวัติความร้อน การเติมฟลักซ์ซ้ำหลายครั้งหรือปล่อยบางบริเวณไม่ผ่านความร้อนตามต้องการอาจให้คราบต่างจากสภาวะที่ข้อมูลผู้ผลิตใช้ประเมิน

วัสดุที่ผู้ผลิตกำหนดให้ล้างออกต้องนำคราบออกด้วยกระบวนการที่รองรับ ส่วนชนิดที่สามารถคงคราบไว้ได้ก็ยังมีเงื่อนไขความเข้ากันได้กับวงจรและสภาพแวดล้อม คำว่าไม่ต้องล้างจึงเป็นข้อมูลเพื่อออกแบบกระบวนการ ไม่ใช่คำรับรองว่าคราบไม่มีผลต่อการวัดไฟฟ้าหรือการยึดเกาะของสารเคลือบทุกชนิด

ภาพอธิบาย 1คราบฟลักซ์ขึ้นกับวัสดุและประวัติความร้อน
  1. วัสดุและปริมาณ

    สูตรฟลักซ์และปริมาณที่เติมกำหนดส่วนประกอบที่อาจเหลือหลังบัดกรี

  2. ผ่านความร้อน

    กระบวนการที่ได้รับจริงมีผลต่อการระเหยและสภาพคราบ ไม่ใช่ชื่อชนิดอย่างเดียว

  3. เงื่อนไขปลายทาง

    วงจรกระแสรั่วต่ำและการเคลือบทับอาจต้องประเมินเพิ่มเติม

  4. เลือกกระบวนการ

    คงคราบเมื่อมีข้อมูลรองรับ หรือใช้การล้างครบและทำให้แห้งตามวัสดุที่เลือก

คำว่าคงคราบได้ต้องสัมพันธ์กับกระบวนการและงานปลายทาง

สถานการณ์สมมติ: เช็ดคราบให้ดูสะอาดก่อนเคลือบ

สมมติบอร์ดสาธิตผ่านการบัดกรีด้วยฟลักซ์ชนิดคงคราบได้ ผู้ทำงานต้องการให้บอร์ดดูสะอาดก่อนเคลือบ จึงเช็ดด้วยสารที่มีอยู่โดยยังไม่ได้ตรวจความเข้ากันได้ คราบส่วนบนหายไปแต่มีรอยบางกระจายรอบขาและใต้ชิ้นส่วน ลักษณะนี้ยังไม่ยืนยันว่าได้ล้างออกครบ อาจเป็นเพียงการละลายบางส่วนแล้วพาไปตกในบริเวณใหม่ การเคลือบทับทันทีทำให้การตรวจและล้างแก้ยากขึ้น

แนวทางที่มีเหตุผลคือหยุดก่อนเคลือบ ระบุรหัสฟลักซ์และสารล้าง อ่านกระบวนการที่ผู้ผลิตรองรับ แล้วทดสอบกับแผ่นตัวอย่างที่มีชิ้นส่วนและช่องว่างใกล้เคียง เมื่อเลือกการล้าง ต้องล้างให้ครบตามกระบวนการ ไม่ใช้เพียงการเช็ดจนมองไม่เห็นคราบเป็นจุดจบ หากเลือกคงคราบ ต้องมีหลักฐานว่าคราบจากกระบวนการนั้นเข้ากับงานและสารเคลือบที่ใช้

ทำไมการล้างบางส่วนจึงต่างจากไม่ล้างเลย

คราบของฟลักซ์บางสูตรที่ผ่านความร้อนเหมาะสมมีโครงสร้างช่วยกักส่วนประกอบที่ยังมีความไวทางเคมี การล้างบางส่วนอาจรบกวนโครงสร้างและเปิดส่วนที่เดิมถูกกักไว้ หรือทำให้สิ่งตกค้างเคลื่อนไปบริเวณไวต่อการรั่ว จึงไม่ควรสรุปว่าเช็ดออกได้ครึ่งหนึ่งย่อมดีกว่าไม่เช็ดเสมอ ข้อสังเกตนี้ต้องใช้กับสูตรและกระบวนการที่เกี่ยวข้อง ไม่ใช่บอกว่าห้ามล้างฟลักซ์ชนิดคงคราบทุกชนิด

ช่องว่างใต้แพ็กเกจเป็นอีกข้อจำกัด น้ำยาที่เข้าไปได้อาจออกหรือแห้งไม่ครบตามเวลาที่คาด การเลือกความหนืด วิธีล้าง การชะออก และการทำให้แห้งต้องสอดคล้องกับรูปทรงบอร์ดและส่วนประกอบ บางชิ้นส่วนหรือซีลอาจไม่ทนสารล้างที่ใช้กับบอร์ดเปล่าได้ดี จึงต้องตรวจความเข้ากันได้ของทั้งชุด ไม่อ้างว่าของเหลวระเหยเร็วแล้วไม่มีปัญหากับทุกวัสดุ

ภาพอธิบาย 2เช็ดคราบก่อนเคลือบแล้วเกิดรอยกระจาย
  1. พบคราบบาง

    คราบส่วนบนหายแต่กระจายรอบขาและใต้ชิ้นส่วน จึงอาจเป็นการล้างเพียงบางส่วน

  2. หยุดก่อนเคลือบ

    ระบุรหัสฟลักซ์และสารล้าง ตรวจวิธีที่ผู้ผลิตรองรับก่อนทำต่อ

  3. แผ่นตัวอย่าง

    ใช้ช่องว่างและวัสดุใกล้งานจริงทดสอบล้าง ชะออก และทำให้แห้ง

  4. ยืนยันปลายทาง

    ตรวจการทำงานไฟฟ้าและความเข้ากันได้ของสารเคลือบ ไม่ใช้แค่ดูว่าใสเป็นเกณฑ์

สถานการณ์สมมติที่ความใสของบอร์ดยังไม่ยืนยันความสะอาด

วิธีนำไปใช้วางกระบวนการหลังบัดกรี

  1. บันทึกรหัสฟลักซ์ โลหะบัดกรี และวิธีให้ความร้อน เพื่อให้ตามข้อมูลคราบที่ผู้ผลิตอ้างได้
  2. ตรวจว่าผู้ผลิตให้คงคราบหรือต้องล้าง และวงจรมีข้อจำกัดกระแสรั่วหรือการเคลือบทับเพิ่มเติมหรือไม่
  3. หากล้าง ให้ใช้สารและลำดับที่รองรับทั้งฟลักซ์ ชิ้นส่วน และบอร์ด รวมการชะสิ่งตกค้างออกและการทำให้แห้ง
  4. ทำแผ่นตัวอย่างที่มีช่องว่างและวัสดุเหมือนงานเป้าหมาย แล้วประเมินความสะอาดและการทำงานทางไฟฟ้า
  5. หากจะเคลือบ ตรวจการยึดเกาะและความเข้ากันได้กับสภาพคราบจริงก่อนกำหนดเป็นกระบวนการใช้งาน

ข้อผิดพลาดจากการดูความสะอาดด้วยตาอย่างเดียว

คราบที่นำไฟฟ้าหรือทำให้กระแสรั่วอาจบางจนมองไม่ชัด ขณะเดียวกันคราบที่มองเห็นไม่ได้แปลว่ากัดกร่อนแน่นอนโดยไม่มีเงื่อนไข การตรวจสายตาเหมาะกับการหารอยกระจาย คราบสะสม หรือสิ่งแปลกปลอม แต่การประเมินความสะอาดสำหรับงานที่ต้องการความเชื่อถือควรใช้วิธีทดสอบที่เหมาะกับผลิตภัณฑ์ ไม่ควรคิดเกณฑ์ผ่านจากสีของสำลีหรือกลิ่นหลังล้างเพียงอย่างเดียว

การผสมสารล้างเองโดยไม่ทราบความเข้ากันได้อาจสร้างอันตรายและทำลายชิ้นส่วน ต้องทำตามข้อมูลความปลอดภัยและวิธีใช้งานของสาร จัดการการระบายอากาศและแหล่งจุดติดไฟอย่างเหมาะสม ห้ามล้างบอร์ดที่มีไฟ และไม่จ่ายไฟกลับจนเสร็จกระบวนการทำให้แห้งที่กำหนด การอบหรือเป่าร้อนต้องอยู่ในข้อจำกัดของชิ้นส่วนและวัสดุ ไม่เพิ่มความร้อนตามความรู้สึกเพื่อเร่งงาน

ตรวจสอบผลก่อนและหลังเคลือบโดยแยกข้อสรุป

ก่อนเคลือบ ให้เก็บผลการตรวจคราบและการทำงานไฟฟ้าที่เกี่ยวข้องกับบริเวณไวต่อการรั่ว หากเคลือบแล้วเกิดผิวแยกหรือการยึดเกาะไม่ดี ต้องตรวจวัสดุ ความแห้ง และความเข้ากันได้ ไม่รีบสรุปว่าเป็นความผิดของฟลักซ์อย่างเดียว ส่วนการเปิดวงจรติดหลังล้างไม่รับรองความทนชื้นระยะยาว จึงต้องแยกการตรวจการทำงานทันทีออกจากการยืนยันกระบวนการตามสภาพใช้งาน

ในตัวอย่างเช็ดคราบก่อนเคลือบ ผลที่ถือว่าแก้ตรงประเด็นคือสามารถระบุได้ว่าคราบถูกคงไว้ในสภาพที่รองรับหรือถูกล้างออกด้วยกระบวนการที่ตรวจแล้ว พร้อมผลความเข้ากันได้กับสารเคลือบ ไม่ใช่เพียงทำให้บอร์ดดูใสกว่าเดิม การบันทึกวัสดุและลำดับงานทำให้ผู้อื่นทำซ้ำได้ และลดการเปลี่ยนกระบวนการโดยไม่รู้ตัวเมื่อมีการเปลี่ยนยี่ห้อหรือสูตรฟลักซ์

แหล่งอ้างอิงและอ่านเพิ่มเติม

เรียบเรียงคำอธิบายและตัวอย่างขึ้นใหม่จากหลักการในแหล่งข้อมูลต่อไปนี้

  1. No-Clean Flux · Indium Corporation
  2. Compatibility of Conformal Coatings versus No-Clean Solder Paste Flux Residues: When To Clean? · Indium Corporation
  3. WS716 Water Soluble Liquid Flux · AIM Solder

อ่านต่อเรื่องใกล้กัน

ถามเรื่องหนังสือ ตะกร้า