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Technologies de nettoyage – Tendances et développements

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Le nettoyage est un processus essentiel au sein d’une usine d’électronique.

On l’utilise depuis de nombreuses années pour éliminer les contaminants nocifs pendant la fabrication de circuits imprimés,  dont les résidus de flux, de soudure et d'adhésifs et d'autres contaminants plus génériques, tels que la poussière et les débris présents dans les autres processus de fabrication. Le but du nettoyage, notamment dans l’industrie de l’électronique en croissance rapide, est d’améliorer significativement la durée de vie du produit en veillant à la résistance des surfaces et en évitant les fuites de courant pouvant détériorer le circuit imprimé. Sur ce marché en développement, les composants électroniques sont de plus en plus petits et les exigences en termes de performances et de fiabilité vont croissant. Pour obtenir une bonne résistance d’isolement et garantir une adhésion adéquate des revêtements enrobant ainsi que des résines de remplissage et d'encapsulation, la propreté des installations électroniques est essentielle.

Le nettoyage est nécessaire à de nombreuses stades : avant le marquage et le soudage pour éliminer les contaminants des nombreuses étapes de production précédentes, après le marquage pour éliminer l’excès d’adhésif et après le soudage pour éliminer les résidus de flux corrosifs et l'excès de pâte à souder. Aujourd’hui, beaucoup de fabricants se tournent vers des processus de soudage à l’issue desquels aucun nettoyage n’est nécessaire. Dans ces processus, le contenu solide du flux est plus faible que dans les processus traditionnels. Ils contiennent néanmoins de la colophane et un activateur. Ces résidus, combinés aux autres éléments indésirables collectés en raison de l’absence de phase de nettoyage, peuvent entraîner des problèmes d’adhésion et éventuellement affecter les performances du milieu de protection appliqué.  On peut donc affirmer que, malgré les dernières avancées technologiques, telles que les flux sans nettoyage, le nettoyage reste un processus essentiel en électronique, impliquant plusieurs étapes.Enfin, certaines étapes de nettoyage sont nécessaires pour l'élimination des revêtements et adhésifs lorsqu'un réusinage est nécessaire pour le nettoyage des composants et la maintenance de la ligne de production.

Le respect de l’environnement restant toujours une priorité, beaucoup de fabricants d’électronique refusent d’utiliser les solvants traditionnels qui contiennent des produits détruisant la couche d’ozone ou une forte teneur en composants organiques volatiles et les remplacent par des alternatives plus sûres. Même si de nombreux solvants permettent un processus pratique en une étape, les nettoyants aqueux présentent de nombreux avantages, notamment au niveau de leurs propriétés ininflammables : faible odeur, composants organiques volatiles absents ou présents à une très faible teneur et à une toxicité très réduite. Que le nettoyage se fasse par ultra-sons, vaporisation sous immersion ou en lave-vaisselle, il est essentiel de choisir un nettoyant aqueux adapté à la tâche. Ces nettoyants contiennent des agents tensio-actifs qui facilitent l’élimination des contaminants sur un circuit imprimé, en réduisant les tensions interfaciales et en créant une suspension ou bien une émulsion en solution. Les décapants de flux aqueux agissent quant à eux par saponification neutralisant les acides du flux. Les nettoyants aqueux présentent l’inconvénient majeur de nécessiter un processus de nettoyage en plusieurs étapes, notamment deux rinçages et un séchage final. Il existe enfin un nouveau type de nettoyant aqueux sans agent tensio-actif. À base de glycols, ces nettoyants combinent les avantages des nettoyants à base d'eau et de ceux à base de solvants, tout en nécessitant un rinçage minime.

HFFR in use

Safewash Total (SWAT), proposé par Electrolube Tld, est un exemple d'un tel nettoyant aqueux. Il présente de nombreux avantages, notamment sa polyvalence, qui le rend adapté à un large éventail d'équipements et de types de traitements. En outre, il est très efficace dans l’élimination de nombreux contaminants. Safewash Total est même adapté aux résidus de flux sans plomb, de flux de nécessitant pas de nettoyage, de pâte et d’adhésif, ainsi qu’à l’élimination de contaminants généraux tels que la graisse et la poussière. En outre, Safewash Total offre de nombreux avantages pour l’utilisateur et l’environnement. Proposé sous forme concentrée, ce produit peut être utilisé à différentes concentrations en fonction de la méthode d’application. Il contient en outre un inhibiteur de corrosion qui permet de l’utiliser en toute sécurité sur des métaux sensibles tels que le cuivre, l’argent et l’aluminium. Sa forme concentrée réduit les coûts de transport, à la fois en termes monétaires et environnementaux.

Le marché du nettoyage étant en évolution perpétuelle pour répondre aux exigences de croissance, il est important que le niveau de propreté requis soit clairement défini. Une partie importante de résidus de flux et de contaminants potentiellement nocifs n’est pas visible à l’œil nu ni même à l’aide d’un dispositif grossissant. Il est par conséquent essentiel d'utiliser une méthode adaptée pour vérifier que le niveau de propreté est conforme aux standards spécifiés par l'ingénieur en électronique. Il existe deux types de résidus — ioniques et non ioniques — et il existe plusieurs méthodes permettant d’évaluer le niveau de contamination et de définir avec précision le terme de propreté.

Technologies de nettoyage – Tendances et développements

Les résidus non ioniques, tels que la colophane, les huiles et la graisse ne sont pas conducteurs et sont généralement des espèces organiques persistant à l'issue de la fabrication ou de l'assemblage des circuits. Ils présentent des propriétés isolantes qui posent problème lorsque les contacts ou connecteurs d’enfichage sont utilisés sur les lignes de montage. Il peut en résulter une mauvaise adhésion du masque de soudage, du revêtement enrobant et des composés de remplissage ainsi qu’une encapsulation des contaminants ioniques et des débris étrangers. Les méthodes de test types comprennent l’examen visuel sous magnification ainsi que d’autres méthodes d’analyse, telles que la spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier.

Les contaminants ioniques sont généralement des résidus de flux ou des matériaux nocifs issus du soudage. Les résidus organiques ou inorganiques solubles dans l’eau pouvant se dissocier dans une solution sous le forme d’ions chargés augmentent la conductivité générale de cette solution. Ils peuvent dégrader la fiabilité des composants et assemblages électroniques en contribuant à une fuite de courant entre les circuits, en provoquant une corrosion et en favorisant la croissance dendritique. Même si les contaminations ioniques et non ioniques exercent toutes deux un impact sur le fonctionnement et la fiabilité du dispositif sur lequel elles sont présentes, la contamination ionique représente une plus large proportion de pannes. Une méthode courante visant à déterminer le degré de contamination ionique consiste à mesurer la résistivité de l’extrait de solvant (ROSE), également appelée Conductivité de l’extrait de solvant (SEC). La norme IPC-TM-650 utilise une solution d'isopropanol et d'eau déminéralisée pour extraire les contaminant tandis que le compteur mesure la variation de conductivité. Ce type d’essai est largement reconnu et offre des résultats rapides. Il peut cependant s’avérer restrictif et l’on peut donc employer deux autres méthodes pour obtenir des données exploitables, telles que la résistance d’isolement superficielle et de la chromatographie par échanges d’ions.

En plus du niveau de contamination après nettoyage, il est essentiel de contrôler la solution de nettoyage. La méthode de contrôle de la solution dépend du processus chimique de nettoyage et du type de résidus éliminés. Nous allons néanmoins étudier des méthodes alternatives. En général, les flux de résidus acides diminuent le pH et augmentent la conductivité, tout en étant relativement peu affectés par les variations de concentration. L’indice de réfraction, appelé BRIX, mesure le niveau de solides dans le nettoyant. Même si cela indique le niveau de contamination, les variations dans le temps de l'indice de réfraction sont généralement davantage dues aux variations de la concentration de la solution, souvent affectées par l’entraînement de la solution de nettoyage dans le cycle de rinçage. Toutes ces méthodes sont simples et nécessitent l’utilisation d’un compteur de prix relativement abordable. La mesure de la température de trouble est une autre méthode de contrôle de la solution. Il suffit de réchauffer un petit échantillon de solution de nettoyage et de noter la température à laquelle elle se trouble. On saura ainsi si la solution est très contaminée ou si la concentration a diminué en raison de l’entraînement.

Safewash Conductivity at 20 C

Le nettoyage efficace des circuits imprimés et composants associés représente un processus crucial au sein d’une usine de produits électroniques. Il améliore la fiabilité des montages et permet de réaliser en toute confiance les opérations de remplissage et d'encapsulation. Le type de nettoyant choisi dépend largement des conditions de fabrication. En outre, des paramètres de configuration adaptés à chaque application sont impératifs pour garantir un bon nettoyage. Electrolube Ltd propose un éventail de nettoyants à base de solvants et aqueux, complété par une assistance technique inégalée. La gamme Electrolube Safewash représente la famille la plus efficace de produits nettoyants aqueux disponibles. Elle est actuellement utilisée par les leaders du marché dans la fabrication de machines de nettoyage en tous genres. Cette gamme présente des capacités de nettoyage conformes aux normes militaires et commerciales, ce pour un coût minimum, tant d’un point de vue financier qu’environnemental. L'addition de Safewash Total garantit des performances de nettoyage optimales, offre une grande flexibilité des processus et aide les fabricants de produits électroniques modernes à respecter leurs objectifs en termes d’environnement.

Jade Bridges
Electrolube Ltd



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