Pozostałości topnika przeszkadzają w testach

© ITR

Pozostałości topnika, nakładanego metodą natryskową (na przykład na etapie lutowania na fali), mogą powodować problemy na etapie testu funkcjonalnego. Taki problem zgłosiła jedna z firm na blogu prowadzonym przez Phil’a Zarrow oraz Jim’a Hall z ITM Consulting, stosująca topnik no-clean i zmagająca się z problemem licznych niekompletnych odczytów podczas testu funkcjonalnego z powodu pozostałości topnika na stykach pinów testowych. Firma zmniejszyła zużycie topnika do możliwie najniższego poziomu, jednak nie przyniosło to poprawy sytuacji.

Jim Zarrow: ‘Musimy pamiętać, że ‘no-clean’ to nie tylko materiał, ale cały proces. Jest to często kwestia właściwej kwalifikacji materiałów w procesie no-clean, które muszą być kompatybilne z późniejszym etapem testów. A ostatnią rzeczą, jaką należałoby zrobić, to ograniczenie ilości topnika do punktu, w którym nie działa on dobrze. […] To, czemu należy przyjrzeć się bliżej, to specyficzne właściwości materiałów, na bazie których wykonany jest ten konkretny topnik no-clean. Istnieje wiele różnych formuł w tej kategorii produktów, które dają różne właściwości i dzięki temu można je optymalizować pod kątem zwilżania, eliminacji pustek ale także i testowania ICT’.

Generalnie: wszystkie formuły topników są skomponowane tak, aby ich pozostałości wywierały minimalny wpływ na ICT, jednak jedne sprawują się w tej kwestii lepiej, a inne gorzej. Na tę kwestię zwraca uwagę inny uczestnik bloga, K.H.Chew z Quantum Chemicals: ‘[…] Topniki no-clean mają bardzo zróżnicowaną zawartość cząstek stałych, od bardzo wysokiej do bardzo niskiej. […] Wysoka zawartość kalafonii czy żywic może być przyczyną powstawania po fali pozostałości topnika, które są bardzo trudno usuwalne, co w dalszej konsekwencji może powodować problemy na etapie testu. Należałoby najpierw poszukać topnika o niższej zawartości cząstek stałych, który zapewni większy stopień czystości całej płytki po fali. Następnie należałoby spojrzeć na kąt natarcia fali, którego regulacja może poskutkować lepszym usuwaniem pozostałości’.

‘Niestety nikt nie wymyślił jeszcze idealnej formuły, która zrobi wszystko i zawsze istnieją jakieś kompromisy. Wybierz taką formułę topnika, która będzie w pełni kompatybilna z wymogami ICT, jednak być może będzie trzeba pójść na pewien kompromis w kwestii jego innych właściwości’ podsumowuje tę część dyskusji Jim Zarrow.

Obaj autorzy bloga wskazują też na drugą stronę opisywanego problemu, a więc na samą igłę testową. Końcówki igieł są zaprojektowane tak, aby lepiej penetrować pozostałości. Jednym z najprostszych metod przezwyciężenia problemu jest sprawdzenie, czy igła o innej końcówce nie spisze się w danej sytuacji lepiej. ‘Projektując proces no-clean, przeprowadzając ocenę pasty lutowniczej lub topnika, należy uwzględnić test zgodności z igłami ICT. […] Istnieje kilka metod, które można zastosować, ale ostateczną próbą byłoby faktyczne przetestowanie partii płytek pod kątem ilości otrzymywanych fałszywych odczytów przy zastosowaniu różnych materiałów’ mówi Phil Zarrow.

O igłach testowych w jednym z komentarzy mówi też Russell Claybrook z MicroCare: ‘Igła testowa ma za zadanie przebicie ewentualnie powstałej bariery pozostałości topnika i utworzenie kontaktu elektrycznego - podejrzewam, że podczas użytkowania końcówki igieł testowych po prostu się stępiły i nie są już w stanie przebić utwardzonej pozostałości topnika, co rejestrowane jest jako usterka’.

Kolejny z uczestników dyskusji, Gregory York z BLT Circuit Services, wskazuje, że nie tylko pozostałości topnika mogą tworzyć barierę trudną do przebicia przez igły testowe. Innym winowajcą mogą być jego zdaniem plastyfikatory, uwalniane w procesie spod utwardzonego lutowia, również mogą tworzyć woskowatą, tłustą pozostałość na spodniej części PCB. Jego zdaniem topniki no-clean normalnie pozostawiają białą pozostałość o konsystencji proszku, która jest łatwo przebijana przez igłę. Plastyfikatory z kolei są bardzo lepkie i mają bardzo słabe właściwości lotne w temperaturach lutowania na fali. Ich obecność można wykryć przy zastosowaniu odpowiedniej chemii, ale znakiem ostrzegającym o ich obecności jest podobna do smoły brązowa substancja, formująca się w tyglu lutowniczym.

Na koniec dyskusji, nieco z boku jej głównego wątku, generalna uwaga od Rick’a Perkins’a z Chem Logic: ‘Podstawowym problemem jest to dlaczego NIE myjesz swoich płytek? Aby uzyskać umiarkowany lub wysoki poziomu niezawodności, obwody powinny być czyszczone przed etapem montażu komponentów i po każdym procesie lutowania. Aby uzyskać wyższą niezawodność, należy usuwać zanieczyszczenia […]Moim zdaniem jedyne rodzaje zespołów, których NIE należy czyścić, to przedmioty o niskiej wartości, takie jak zabawki dla dzieci i… niewiele więcej. Opracuj wydajny proces czyszczenia, wykorzystujący nowoczesne odtłuszczacze parowe lub, jeśli używane są topniki na bazie wody, proces czyszczenia również na bazie wody, czy też mycie przy użyciu mieszanki węglowodorów z izopropanolem, ale w jakiś sposób należy usuwać zanieczyszczenia. Chyba, że produkujesz zabawki dla dzieci’.

Zdjęcie tytułowe: © ITR